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      科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了控制細(xì)菌工廠生物技術(shù)目標(biāo)的新方法
      
			
      
				2019-04-07 09:35:59
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      Cheryl Kerfeld的實驗室宣布在操縱微生物工廠方面取得突破，這些工廠在細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)，在生物技術(shù)領(lǐng)域具有很大的前景。
      

      科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了控制細(xì)菌工廠生物技術(shù)目標(biāo)的新方法
      

      這些名為expand iconbacterial microccompartments的工廠在本質(zhì)上很普遍，根據(jù)主機(jī)的不同而做不同的事情。例如，在擴(kuò)大從太陽獲取能量的藍(lán)藻中，它們有助于構(gòu)建高能化合物。在我們自己的膽量中，致病細(xì)菌使用工廠 - 因為它們所進(jìn)行的過程在它們之外效率低下，有時使用有毒物質(zhì) - 超過我們的“好”細(xì)菌。
      

      科學(xué)家們希望用新機(jī)器改造工廠以執(zhí)行設(shè)計功能。合成版本可持續(xù)生產(chǎn)生物燃料，工業(yè)材料和納米級醫(yī)療設(shè)備。
      

      但工廠很難合作。
      

      “目前的技術(shù)需要很多天來準(zhǔn)備和提取合成工廠外殼，”Kerfeld實驗室的博士后Andrew Hagen說。“我們在其中插入定制機(jī)器的選擇也很有限。我想開發(fā)更好的方法來做這兩件事。”
      

      在新的Nature Communications出版物中，MSU-DOE植物研究實驗室團(tuán)隊宣布了操縱工廠的新方法：
      

      基于互補(bǔ)的親和純化(CAP)：可快速篩選工廠的裝配和提取
      

      通過共價連接(EnCo)進(jìn)行封裝：這有助于可預(yù)測地在工廠中插入定制機(jī)器
      

      CAP：像足球一樣拼湊工廠
      

      工廠看起來像足球。它們的墻壁由膨脹的iconprotein瓷磚制成，形狀像六邊形和五邊形，它們咬合在一起形成一個外殼。
      

      在實驗室中，科學(xué)家們依靠化學(xué)混合物來制造合成工廠。挑戰(zhàn)是在混合物完成后有效地從混合物中捕獲它們。
      

      新方法顯示了一種更簡單的方法來提取工廠：
      

      該團(tuán)隊創(chuàng)建了一個缺少一種墻壁蛋白質(zhì)瓷磚的工廠。想象一下沒有黑色五邊形部分的足球;
      

      他們?yōu)槿笔У拇纱u添加標(biāo)簽。標(biāo)簽就像一個識別家養(yǎng)寵物的微芯片;
      

      他們將瓷磚添加到混合物中，當(dāng)它找到工廠時它會卡在原位;
      

      團(tuán)隊在標(biāo)記的瓷磚的幫助下提取工廠。該團(tuán)隊使用像Velcro一樣的系統(tǒng)來吸引該標(biāo)簽。
      

      EnCo：分子超級膠水
      

      科學(xué)家們還報告了一種在工廠內(nèi)插入自定義擴(kuò)展圖標(biāo)酶的方法。它依賴于一種叫做SPY的新技術(shù)，它就像蛋白質(zhì)超級膠水一樣。
      

      “系統(tǒng)有兩個實體，SpyTag和SpyCatcher，彼此吸引，”安德魯說。“我們在工廠墻內(nèi)插入一個SpyCatcher”停靠站點。然后我們在機(jī)器上添加一個SpyTag。一旦進(jìn)入相同的環(huán)境，SPY系統(tǒng)就會像膠一樣聚集在一起。“
      

      一旦'粘在'工廠，機(jī)器就無法脫身。
      

      到目前為止，該團(tuán)隊已設(shè)法將60份單一酶插入工廠。該團(tuán)隊的目標(biāo)是增加這個數(shù)字，因為一個工廠最好可以容納200份左右。
      

      安德魯補(bǔ)充道，“我們甚至還添加了兩種不同顏色的蛋白質(zhì)。我們發(fā)現(xiàn)我們可以根據(jù)蛋殼的最終”色調(diào)“編制不同比例的每種蛋白質(zhì)。這對于需要多個生產(chǎn)步驟的工廠來說非常重要。”
      

      未來發(fā)展方向
      

      這兩種新方法很好地協(xié)同工作。該團(tuán)隊制作了一個工廠外殼，插入機(jī)器，將其密封，并在實驗中提取。
      

      接下來是實現(xiàn)一些技術(shù)的承諾。
      

      一種應(yīng)用是生產(chǎn)工業(yè)中使用的化學(xué)品。另一位Kerfeld實驗室科學(xué)家正致力于生產(chǎn)轉(zhuǎn)化為橡膠的分子，這一過程通常需要化石燃料。該團(tuán)隊還在考慮醫(yī)療應(yīng)用，如疫苗，以及對環(huán)境友好的能源材料。
      

      “我們認(rèn)為其他科學(xué)家可以將這些方法用于不同的細(xì)菌及其工廠，”安德魯說。“他們很有可能會廣泛采用它們。”
      
			

			
        
      
			
      
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