19. december 2023. (Nanowerk Spotlight) A génmanipulált mikrobák elképesztő potenciált rejtenek magukban élő gyárakként, diagnosztikai eszközökként, környezettisztítóként és másként. Mégis minden ígéret ellenére ezek az élőlények továbbra is nagyrészt gondosan ellenőrzött laboratóriumi körülmények között élnek, és képtelenek boldogulni a természetes és ipari élőhelyek változó körülményei között. A mesterséges sejtek törékenysége súlyosan korlátozta valós hatásukat a gyártás, az egészségügy, a fenntarthatóság és az űrkutatás területén, ahol a mikrobiális megoldások óriási előrelépést hajthatnak végre. Most egy zseniális biohibrid anyag, amelyet prominens kínai intézmények kutatói fejlesztettek ki, végre eszközt ad a módosított mikrobák szilárd kapszulázására a védett szállítás és a szelektív kibocsátás érdekében. Az úgynevezett „élő magvaik” szívós baktériumspórákat integrálnak fém-szerves keretekből épült védőburokba, amelyek a kristályos porózus anyagok rendkívül alkalmazkodó osztálya. Ezek a speciális edények megóvják a tervező mikrobákat a környezeti támadásoktól, pontos ellenőrzést biztosítanak az organizmusok elterjedése felett, és új korszakot indíthatnak el, ahol a genetikailag továbbfejlesztett mikrobák a valóságot átformálják. A kutatók eredményeiket ben publikálták Advanced Materials („Fémből készült élő vetőmaganyagok – szerves keretbe zárva Bacillus Subtilis Spóra"). Genetikailag módosított kapszulázással Bacillus subtilis spórák belül fém-szerves váz (MOF) kagylókból, a kutatók olyan „élő mag” részecskéket hoztak létre, amelyek megvédik a mikrobákat ellenséges körülmények között, miközben lehetővé teszik a táptalajba való szabályozott kibocsátást. Ez az áttörés a géntechnológiával módosított szervezetek (GMO) technológiák előtt álló régóta fennálló akadályt veszi fel, amelyek általában jól teljesítenek a laboratóriumban, de nehezen kiszámítható valós környezetben.
Egy vázlat, amely élő vetőmag-anyagok tervezését mutatja be, amelyet egy óriásfa növény magjából történő növekedése ihletett. a) Természetes anyagú növényi mag életciklusa; a zárvatermő növények endospermuma a mag fejlődése során dióhéjat körülvevő mag mag-héj szerkezetét alkotja. Kívánatos tápanyagban gazdag környezetben a magból óriási fa nőhet. b) Egy növényi mag ihletésére MOF-kapszulázott spóra élő maganyagként történő kifejlesztését javasoljuk. A mesterséges baktériumok spórái ZIF-8 mag-héj szerkezetbe zárhatók. Miután elkészítették, ez az élő maganyag képes reagálni a speciális környezeti feltételekre, és felszabadítani a spórákat, amelyek végül funkcionális élő baktériumokká csíráznak, előre megtervezett tulajdonságokkal. (Újranyomva a Wiley-VCH Verlag engedélyével) Az élő magvak ihletője a természetből származott. A növényi magvak védő külső bevonatot tartalmaznak, amelyek megvédik az embrió szöveteit a stressztől, például a szárazságtól és az UV-sugárzástól, amíg a feltételek meg nem érik a csírázást. A kutatók arra törekedtek, hogy újra létrehozzák ezt az adaptív mechanizmust a MOF-ok segítségével, amelyek a porózus anyagok egy nagymértékben testreszabható osztálya, amely szerves linker molekulák által áthidalt fém csomópontokból alakult ki.
A MOF-ok olyan hasznos tulajdonságokkal rendelkeznek, mint a nagy felület, a szerkezeti integritás és a környezeti érzékenység. Ezek a jellemzők vonzó hajókká tették a MOF-okat a génmanipulált B elhelyezésére. subtilis spórák, amelyek fejlett funkciói be vannak programozva a DNS-ükbe. B. subtilis spóráit szívósságuk és azon képességük miatt választották ki, hogy táplált állapotban vegetatív baktériumokká újraélednek. A spórákban fluoreszcens riporterfehérjék expresszálásával a csapat vizuálisan követheti a spórák és a baktériumok közötti átmeneteket.
Az élő vetőmag előállítása során a spórákat és fémionokat apró vízcseppekben szuszpendálták, a vizes fázist olajban emulgeálták, majd minden csepp körül porózus ZIF-8 MOF héjat csaptak ki. Ez egységes, üreges mikrogömböket eredményezett, amelyek spórái a belső üres térben voltak. A gömbök védték a belső spórákat olyan kemény kezelések során, mint a magas hő, oxidatív fehérítő és UV-sugárzás, amely elpusztította az árnyékolatlan spórákat. A ZIF-8 lebomlási sebessége a környező táptalajtól függött, lehetővé téve a tápanyag által kiváltott ellenőrzött spórafelszabadulást.
A felszabaduló spórák sikeresen érettek funkcionálisan módosított baktériumokká, amikor tápközegben inkubálják őket. Bemutatóként a kutatók élő magokat készítettek, amelyek B-t tartalmaznak. subtilis célja az IPTG és a köménysav érzékelése. A kibocsátás után a baktériumok a nem kapszulázott társaikéhoz hasonló érzékenységi küszöbök mellett ismét reagáltak a célvegyületekre.
A megtervezett mikrobák ilyen, környezetileg ellenőrzött megőrzése és újraélesztése izgalmas lehetőségeket rejt magában a mikrobiális technológiák számára, amelyek jelenleg az ellenőrzött környezetekre, például gyárakra és laboratóriumokra korlátozódnak. A megnövelt ellenállóképesség biztosításával az élő magtartályok lehetővé tehetik a funkcionális GMO-k számára, hogy szerepet töltsenek be olyan kiszámíthatatlan helyeken, mint az emberi gyomor-bélrendszer, a szennyezett vízkészletek, és még a földönkívüli terepen is, ha a spórákkal teli űrhajók eljutnak más világokba. Ezenkívül az élő mag fogalmát általánosítani kell más mikroorganizmus-típusokra, amelyek genetikai módosításra és sporulációra módosíthatók.
A kutatás a szintetikus biológia és az anyagtudomány áttörő házasságát képviseli. Az élő vetőmag platformok a mesterséges mikrobák feltörekvő alkalmazásai számára előnyösek a gyártás, a terápia, a környezetgazdálkodás és az űrkutatás területén. A vezető szerzőként Dr.
– Michael a Royal Society of Chemistry három könyvének szerzője:
Nanotársadalom: a technológia határainak feszegetése,
Nanotechnológia: A jövő apróés
Nanomérnöki tervezés: A technológiát láthatatlanná tevő készségek és eszközök
copyright ©
Nanowerk LLC
Legyen a Spotlight vendégszerzője! Csatlakozz nagy és növekvő csoportunkhoz vendég közreműködők. Nemrég publikált tudományos cikket, vagy más izgalmas fejleményeket szeretne megosztani a nanotechnológiai közösséggel? Így tehet közzé a nanowerk.com oldalon.
- SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Erősítse meg magát. Hozzáférés itt.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
- PlatoESG. Carbon, CleanTech, Energia, Környezet, Nap, Hulladékgazdálkodás. Hozzáférés itt.
- PlatoHealth. Biotechnológiai és klinikai vizsgálatok intelligencia. Hozzáférés itt.
- Forrás: https://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=64280.php
- :van
- :is
- :ahol
- 1
- 10
- 11
- 13
- 19
- 31
- 32
- 7
- 8
- 9
- a
- képesség
- át
- adaptív
- További
- Ezen kívül
- fejlett
- célzó
- Minden termék
- lehetővé téve
- Között
- an
- és a
- alkalmazások
- TERÜLET
- körül
- AS
- At
- vonzó
- szerző
- b
- Baktériumok
- korlát
- BE
- válik
- előtt
- haszon
- Berger
- Túl
- biológia
- üres
- Könyvek
- határait
- áttörés
- áthidalt
- épült
- de
- by
- jött
- TUD
- gondosan
- Cellák
- Központ
- jellemzők
- vegyszerek
- kémia
- kínai
- osztály
- közösség
- hasonló
- megfogant
- koncepció
- arra a következtetésre jut
- Körülmények
- tartalmaz
- tartalmazott
- ellenőrzés
- vezérelt
- tudott
- társaik
- készítette
- szabható
- ciklus
- találka
- bevetés
- Design
- tervezett
- Tervező
- tervek
- úticél
- elpusztított
- fejlett
- Fejlesztés
- fejlesztések
- diagnosztikai
- számos
- dna
- domain
- domainek
- dr
- hajtás
- Aszály
- két
- alatt
- minden
- csiszolókő
- lehetővé
- lehetővé téve
- tokozott
- ösztönzi
- manipulált
- fokozott
- környezeti
- környezetbarát
- környezetek
- Ez volt
- Még
- végül is
- izgalmas
- Kilépés
- bővülő
- kutatás
- gyárak
- Jellemzők
- Végül
- megállapítások
- A
- alakult
- formák
- tovább
- törékenység
- keretek
- ból ből
- eleget tesz
- funkcionális
- funkciók
- további
- jövő
- genetikai
- óriás
- gif
- biztosít
- nyújtó
- Csoport
- Nő
- Növekvő
- Növekedés
- Vendég
- Legyen
- egészségügyi
- hírnökei
- Magas
- nagyon
- tart
- tart
- ház
- Hogyan
- How To
- HTTPS
- emberi
- if
- kép
- óriási
- Hatás
- in
- inkubált
- ipari
- újító
- belső
- Ihlet
- inspirálta
- intézmények
- integrálni
- sértetlenség
- belső
- belső
- bele
- IT
- csatlakozik
- utazás
- jpg
- éppen
- labor
- laboratórium
- Labs
- nagy
- nagymértékben
- indít
- vezet
- élet
- mint
- Korlátozott
- élő
- logo
- régóta fennálló
- készült
- Gyártás
- vezetés
- gyártási
- anyag
- anyagok
- Anyag
- eszközök
- mechanizmus
- Média
- orvostudomány
- fém
- Michael
- Középső
- módosított
- Ráadásul
- név
- nanotechnológia
- Természetes
- Természet
- Új
- csomópontok
- Most
- dióhéj
- of
- Olaj
- on
- egyszer
- csak
- or
- organikus
- Más
- mi
- felett
- oxidatív
- Papír
- teljesít
- engedély
- fázis
- PHP
- növény
- növények
- Platformok
- Plató
- Platón adatintelligencia
- PlatoData
- birtokol
- lehetőségek
- potenciális
- pontos
- előkészített
- jelenleg
- megőrzés
- folyamat
- Termelés
- programozott
- Haladás
- kiemelkedő
- ígéret
- ingatlanait
- javasolt
- védelme
- védett
- Védő
- Fehérjék
- biztosít
- közzétesz
- közzétett
- kiadó
- Toló
- Sugárzás
- Az árak
- el
- való Világ
- Valóság
- engedje
- felszabaduló
- marad
- riporter
- jelentése
- kutatás
- kutatók
- alakíts
- rugalmasság
- Reagálni
- szerepek
- királyi
- Tudomány
- tudományos
- mag
- magok
- Úgy tűnik,
- kiválasztott
- szelektív
- értelemben
- Érzékenység
- beállítások
- szigorúan
- Megosztás
- Héj
- Shield
- kellene
- mutató
- készségek
- Társadalom
- Megoldások
- Hely
- űrkutatás
- űrhajó
- specializált
- különleges
- reflektorfény
- állvány
- szerkezeti
- struktúra
- Küzdelem
- sikeresen
- ilyen
- készletek
- felületi
- környező
- Fenntarthatóság
- szintetikus
- rendszer
- Foglalkozások
- bevétel
- cél
- csapat
- Technologies
- Technológia
- Inkább
- hogy
- A
- A jövő
- azok
- akkor
- gyógykezelés
- Ezek
- ezt
- három
- Gyarapodás
- idő
- szövetek
- nak nek
- szerszámok
- vágány
- átmenetek
- szállítható
- kezelések
- fa
- típusok
- képtelen
- kiszámíthatatlan
- -ig
- Frissítés
- URL
- segítségével
- változó
- hajók
- előző
- Víz
- JÓL
- voltak
- amikor
- ami
- míg
- val vel
- világ
- még
- engedett
- te
- A te
- zephyrnet
- Zhong