19 ธ.ค. 2023 (นาโนเวิร์กสปอตไลท์) Genetically engineered microbes hold astonishing potential as living factories, diagnostic tools, environmental cleansers, and beyond. Yet for all their promise, these organisms remain largely confined to carefully controlled laboratory settings, unable to thrive amid the variable conditions of natural and industrial habitats. The fragility of engineered cells has severely limited their real-world impact across the manufacturing, healthcare, sustainability, and space exploration spheres where microbial solutions could drive immense progress.
Now, an ingenious biohybrid material developed by researchers at prominent Chinese institutions finally provides a means to sturdily encapsulate modified microbes for sheltered transport and selective release. Their so-called “living seeds” integrate hardy bacterial spores inside protective shells built from metal-organic frameworks, a highly adaptable class of crystalline porous materials. This specialized vessels safeguard designer microbes from environmental assaults, grant precise control over organism deployment, and could launch a new era where genetically enhanced microbes journey forth to reshape reality.
The researchers published their findings in วัสดุขั้นสูง (“Living Seed Materials Made by Metal–Organic Framework-Encapsulated Bacillus Subtilis Spore”).
By encapsulating genetically modified แบคทีเรีย Bacillus subtilis spores inside กรอบโลหะอินทรีย์ (MOF) shells, the researchers created “living seed” particles that protect microbes in hostile conditions while allowing controlled release into growth media. This breakthrough tackles a longstanding barrier for genetically modified organism (GMO) technologies, which tend to perform well in the lab but struggle in unpredictable real-world environments.
A schematic showing the design of living seed materials inspired by the growth of a giant tree from a plant seed. a) The life cycle of a plant seed of a natural material; the endosperm of angiosperm plants forms a core–shell structure of kernel surrounding a nutshell during seed development. In desirable nutrient-rich environments, the seed can grow into a giant tree. b) Taking inspiration of a plant seed, the development of MOF-encapsulated spore as living seed material is proposed. The spores of engineered bacteria can be encapsulated into a ZIF-8 core–shell structure. Once fabricated, this living seed material can respond to specific environmental conditions and release the spores, which then eventually germinate into functional living bacteria with pre-designed features. (Reprinted with permission by Wiley-VCH Verlag)
The inspiration for the living seeds came from nature. Plant seeds contain protective outer coatings that shield embryo tissues from stresses like drought and UV radiation until conditions become ripe for germination. The researchers aimed to recreate this adaptive mechanism using MOFs, a highly customizable class of porous materials formed from metal nodes bridged by organic linker molecules.
MOFs possess useful properties like high surface area, structural integrity, and environmental responsiveness. These characteristics made MOFs attractive vessels for housing genetically engineered B. subtilis spores with advanced functions programmed into their DNA. B. subtilis spores were selected due to their hardiness and ability to reanimate as vegetative bacteria when nourished. By expressing fluorescent reporter proteins in the spores, the team could visually track spore-to-bacteria transitions.
The living seed production process entailed suspending spores and metal ions in tiny water droplets, emulsifying the aqueous phase in oil, then precipitating a porous ZIF-8 MOF shell around each droplet. This yielded uniform, hollow microspheres with spores contained in the interior void space. The spheres protected internal spores during harsh treatments like high heat, oxidative bleach, and UV irradiation that destroyed unshielded spores. ZIF-8 degradation rates depended on surrounding media, enabling controlled nutrient-triggered spore release.
Released spores successfully matured into functional engineered bacteria when incubated in growth media. As demonstrations, the researchers prepared living seeds harboring B. subtilis designed to sense the chemicals IPTG and cuminic acid. Post-release, bacteria regained responsiveness to target chemicals at sensitivity thresholds comparable to non-encapsulated counterparts.
Such environmentally controlled preservation and revival of engineered microbes holds exciting possibilities for microbial technologies presently confined to controlled settings like factories and labs. By granting enhanced resilience, living seed vessels could permit functional GMOs to fulfill roles in unpredictable locales such as the human gastrointestinal system, contaminated water supplies, and even extraterrestrial terrain if spore-laden spacecraft reach other worlds. Additionally, the living seed concept should generalize to other microorganism types amendable to genetic modification and sporulation.
The research represents a breakthrough marriage of synthetic biology and materials science. Living seed platforms stand to benefit emerging applications of engineered microbes across manufacturing, therapeutics, environmental management, and space exploration domains. As lead author Dr.
– Michael เป็นผู้เขียนหนังสือสามเล่มโดย Royal Society of Chemistry:
นาโนสังคม: ผลักดันขอบเขตของเทคโนโลยี,
นาโนเทคโนโลยี: อนาคตยังเล็กและ
วิศวกรรมนาโน: ทักษะและเครื่องมือที่ทำให้มองไม่เห็นเทคโนโลยี
สงวนลิขสิทธิ์©
นาโนเวอร์ค แอลแอลซี
มาเป็นนักเขียนรับเชิญ Spotlight! เข้าร่วมกลุ่ม .ขนาดใหญ่และกำลังเติบโตของเรา ผู้ร่วมสมทบ. คุณเพิ่งตีพิมพ์บทความทางวิทยาศาสตร์หรือมีการพัฒนาที่น่าตื่นเต้นอื่น ๆ เพื่อแบ่งปันกับชุมชนนาโนเทคโนโลยีหรือไม่? นี่คือวิธีการเผยแพร่บน nanowerk.com.
- เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai เพิ่มพลังให้กับตัวเอง เข้าถึงได้ที่นี่.
- เพลโตไอสตรีม. Web3 อัจฉริยะ ขยายความรู้ เข้าถึงได้ที่นี่.
- เพลโตESG. คาร์บอน, คลีนเทค, พลังงาน, สิ่งแวดล้อม แสงอาทิตย์, การจัดการของเสีย. เข้าถึงได้ที่นี่.
- เพลโตสุขภาพ เทคโนโลยีชีวภาพและข่าวกรองการทดลองทางคลินิก เข้าถึงได้ที่นี่.
- ที่มา: https://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=64280.php
- :มี
- :เป็น
- :ที่ไหน
- 1
- 10
- 11
- 13
- 19
- 31
- 32
- 7
- 8
- 9
- a
- ความสามารถ
- ข้าม
- ปรับได้
- เพิ่มเติม
- นอกจากนี้
- สูง
- มีวัตถุประสงค์เพื่อ
- ทั้งหมด
- การอนุญาต
- ท่ามกลาง
- an
- และ
- การใช้งาน
- AREA
- รอบ
- AS
- At
- มีเสน่ห์
- ผู้เขียน
- b
- แบคทีเรีย
- อุปสรรค
- BE
- กลายเป็น
- ก่อน
- ประโยชน์
- คนเลี้ยงแกะ
- เกิน
- ชีววิทยา
- ว่างเปล่า
- ร้านหนังสือเกาหลี
- เขตแดน
- ความก้าวหน้า
- สะพาน
- สร้าง
- แต่
- by
- มา
- CAN
- รอบคอบ
- เซลล์
- ศูนย์
- ลักษณะ
- สารเคมี
- เคมี
- ชาวจีน
- ชั้น
- ชุมชน
- เทียบเคียง
- รู้สึก
- แนวคิด
- สรุป
- เงื่อนไข
- บรรจุ
- ที่มีอยู่
- ควบคุม
- การควบคุม
- ได้
- counterparts
- ที่สร้างขึ้น
- ปรับแต่งได้
- วงจร
- วันที่
- การใช้งาน
- ออกแบบ
- ได้รับการออกแบบ
- นักออกแบบ
- การออกแบบ
- สถานที่ท่องเที่ยว
- ทำลาย
- พัฒนา
- พัฒนาการ
- การพัฒนา
- การวินิจฉัย
- หลาย
- ดีเอ็นเอ
- โดเมน
- โดเมน
- dr
- ขับรถ
- ภัยแล้ง
- สอง
- ในระหว่าง
- แต่ละ
- กากกะรุน
- ทำให้สามารถ
- การเปิดใช้งาน
- ห่อหุ้ม
- กระตุ้นให้เกิดการ
- วิศวกรรม
- ที่เพิ่มขึ้น
- สิ่งแวดล้อม
- สิ่งแวดล้อม
- สภาพแวดล้อม
- ยุค
- แม้
- ในที่สุด
- น่าตื่นเต้น
- ทางออก
- ที่ขยาย
- การสำรวจ
- โรงงาน
- คุณสมบัติ
- ในที่สุด
- ผลการวิจัย
- สำหรับ
- ที่เกิดขึ้น
- รูปแบบ
- ออกมา
- ความบอบบาง
- กรอบ
- ราคาเริ่มต้นที่
- เติมเต็ม
- การทำงาน
- ฟังก์ชั่น
- ต่อไป
- อนาคต
- ทางพันธุกรรม
- ยักษ์
- GIF
- ให้
- การอนุญาต
- บัญชีกลุ่ม
- ขึ้น
- การเจริญเติบโต
- การเจริญเติบโต
- แขก
- มี
- การดูแลสุขภาพ
- ประกาศ
- จุดสูง
- อย่างสูง
- ถือ
- ถือ
- การเคหะ
- สรุป ความน่าเชื่อถือของ Olymp Trade?
- ทำอย่างไร
- HTTPS
- เป็นมนุษย์
- if
- ภาพ
- เวิ้งว้าง
- ส่งผลกระทบ
- in
- ฟักไข่
- อุตสาหกรรม
- นวัตกรรม
- ภายใน
- แรงบันดาลใจ
- แรงบันดาลใจ
- สถาบัน
- รวบรวม
- ความสมบูรณ์
- ภายใน
- ภายใน
- เข้าไป
- IT
- ร่วม
- การเดินทาง
- jpg
- เพียงแค่
- ห้องปฏิบัติการ
- ห้องปฏิบัติการ
- ห้องปฏิบัติการ
- ใหญ่
- ส่วนใหญ่
- เปิดตัว
- นำ
- ชีวิต
- กดไลก์
- ถูก จำกัด
- ที่อาศัยอยู่
- โลโก้
- ยาวนาน
- ทำ
- การทำ
- การจัดการ
- การผลิต
- วัสดุ
- วัสดุ
- เรื่อง
- วิธี
- กลไก
- ภาพบรรยากาศ
- ยา
- โลหะ
- ไมเคิล
- กลาง
- การแก้ไข
- ยิ่งไปกว่านั้น
- ชื่อ
- นาโนเทคโนโลยี
- โดยธรรมชาติ
- ธรรมชาติ
- ใหม่
- โหนด
- ตอนนี้
- สรุป
- of
- น้ำมัน
- on
- ครั้งเดียว
- เพียง
- or
- อินทรีย์
- อื่นๆ
- ของเรา
- เกิน
- ออกซิเดชัน
- กระดาษ
- ดำเนินการ
- การอนุญาต
- ระยะ
- PHP
- พืช
- พืช
- แพลตฟอร์ม
- เพลโต
- เพลโตดาต้าอินเทลลิเจนซ์
- เพลโตดาต้า
- มี
- ความเป็นไปได้
- ที่มีศักยภาพ
- จำเป็นต้อง
- เตรียม
- ปัจจุบัน
- การเก็บรักษา
- กระบวนการ
- การผลิต
- โปรแกรม
- ความคืบหน้า
- โดดเด่น
- คำมั่นสัญญา
- คุณสมบัติ
- เสนอ
- ป้องกัน
- การป้องกัน
- ป้องกัน
- โปรตีน
- ให้
- ประกาศ
- การตีพิมพ์
- สำนักพิมพ์
- ใจเร่งเร้า
- การแผ่รังสี
- ราคา
- มาถึง
- โลกแห่งความจริง
- ความจริง
- ปล่อย
- การเผยแพร่
- ยังคง
- ผู้รายงานข่าว
- แสดงให้เห็นถึง
- การวิจัย
- นักวิจัย
- Reshape
- ความยืดหยุ่น
- ตอบสนอง
- บทบาท
- ราช
- วิทยาศาสตร์
- วิทยาศาสตร์
- เมล็ดพันธุ์
- เมล็ด
- ดูเหมือนว่า
- เลือก
- เลือก
- ความรู้สึก
- ความไว
- การตั้งค่า
- อย่างรุนแรง
- Share
- เปลือก
- โล่
- น่า
- การแสดง
- ทักษะ
- สังคม
- โซลูชัน
- ช่องว่าง
- การสำรวจอวกาศ
- ยานอวกาศ
- เฉพาะ
- โดยเฉพาะ
- ไฟฉายสว่างจ้า
- ยืน
- โครงสร้าง
- โครงสร้าง
- การต่อสู้
- ประสบความสำเร็จ
- อย่างเช่น
- วัสดุสิ้นเปลือง
- พื้นผิว
- ที่ล้อมรอบ
- การพัฒนาอย่างยั่งยืน
- สังเคราะห์
- ระบบ
- โหม่ง
- การ
- เป้า
- ทีม
- เทคโนโลยี
- เทคโนโลยี
- มีแนวโน้ม
- ที่
- พื้นที่
- ก้าวสู่อนาคต
- ของพวกเขา
- แล้วก็
- การบำบัดโรค
- ล้อยางขัดเหล่านี้ติดตั้งบนแกน XNUMX (มม.) ผลิตภัณฑ์นี้ถูกผลิตในหลายรูปทรง และหลากหลายเบอร์ความแน่นหนาของปริมาณอนุภาคขัดของมัน จะทำให้ท่านได้รับประสิทธิภาพสูงในการขัดและการใช้งานที่ยาวนาน
- นี้
- สาม
- เจริญเติบโต
- เวลา
- เนื้อเยื่อ
- ไปยัง
- เครื่องมือ
- ลู่
- การเปลี่ยน
- การขนส่ง
- การรักษา
- ต้นไม้
- ชนิด
- ไม่สามารถ
- ทายไม่ถูก
- จนกระทั่ง
- การปรับปรุง
- URL
- การใช้
- ตัวแปร
- เรือ
- สายตา
- น้ำดื่ม
- ดี
- คือ
- เมื่อ
- ที่
- ในขณะที่
- กับ
- ของโลก
- ยัง
- ผล
- เธอ
- ของคุณ
- ลมทะเล
- Zhong