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    一项新的研究发现,用合成基因编程的细菌菌落

研究资深作者,北卡罗来纳州达勒姆杜克大学的合成生物学家Lingchong You说, 这项工作证明了“从单个细胞开始生长功能性装置的能力”。“这个过程类似于编程细胞来种植整棵树。”

大自然充满了生物通过结合有机和无机材料创造结构的例子。例如,软体动物通过用有机成分编织钙基分子来生长贝壳和人类生长骨骼。[ 金宝博开户网址Magnificent Microphotography:50微小的奇迹 ]

你和他的同事说 ,使用细菌制造设备的能力可能比目前的制造工艺有许多优势。例如,生物制造非常有效地使用原材料和能源,并且通常是环保的,他们说。

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以前的研究成功地利用细菌来组装含有金属成分和其他无机成分的装置。在“自然材料”杂志发表的一项2014年研究中,麻省理工学院的科学家及其同事将细菌和无机成分(如金颗粒和微观晶体)转化为可发光或导电的混合材料。

然而,在2014年的研究中,为了组装结构,细菌仍然需要外部哄骗。现在,科学家已经想出了一种基因编程细菌的方法,因此他们可以自己制造细菌。

这项新研究的研究人员将一系列合成基因整合到大肠杆菌中,这是一种在人体肠道中常见的微生物。这些基因有点像电子电路的组件细菌的菌落长成圆顶状结构。研究人员可以通过控制它们生长的多孔膜的性质来改变菌落的大小和形状。例如,根据该研究,改变毛孔的大小或多少膜排斥水影响了多少营养物质可以到达微生物,从而改变它们的生长模式。

细菌中的基因回路也有微生物产金宝博官网生一种蛋白质,可以锁定在特定的无机化合物上 - 在这种情况下,是微观的金颗粒。研究人员说,这导致细菌产生大约平均雀斑大小的金色贝壳。

据科学家称,这些金壳可以用作压力传感器。研究人员使用铜线将金色圆顶与LED连接起来。当对圆顶金宝博开户网址施加压力时,该变形增加了其导电性,导致与其连接的LED根据施加的压力量而变亮一定量。

“对我来说,研究中最令人惊讶和令人兴奋的部分是压力传感器工作得很好,”你说。“当我们第一次提出简单的设计时,我们认为结构太脆弱,以至于整个装置在一次推动后就会坍塌。但事实证明,复合结构具有很强的弹性。压力传感器可用于许多几轮紧迫。“

研究人员强调,他们可能制造的不仅仅是带有细菌的压力传感器。“我们可以使用生物反应材料来创造生命循环,”杜克大学博士后研究的主要作者Will(Yangxiaolu)Cao在一份声明中说。“或者,如果我们能够保持细菌存活,你可以想象制造能够自我修复并对环境变化做出反应的材料。”

研究人员告诫说,转基因细胞的生物制造还处于起步阶段。“这个过程当然很繁琐,需要大量的技术知识,金宝博开户网址而且与市售压力传感器相比,产生的压力传感器会很麻烦,”你说。

尽管如此,“工作表明的是组装结构化材料的一种全新方法,”你说。这种策略有可能组装能够响应多种信号的材料,“适应环境,自我修复,就像自然界中生物有机体组装的材料 - 例如牙齿金宝博官网 ,骨骼”。

未来的研究将致力于利用细菌制造更多样化的结构,你说。他和他的同事今天(10月9日)在线发表了自然生物技术杂志的研究结果。


2018-09-18