Ketahanan intrinsik biofilm terhadap kondisi lingkungan menjadikannya platform yang menarik untuk biokatalisis, bioremediasi, pertanian, atau kesehatan konsumen. Namun, salah satu tantangan utama di bidang ini adalah bakteri menguntungkan belum tentu bagus dalam pembentukan biofilm.
Rekayasa genetika biasanya memecahkan masalah ini, tetapi para ilmuwan dari Universitas BirminghamFakultas Teknik Kimia telah mengungkapkan metode baru untuk meningkatkan efisiensi dalam biokatalisis.
Para ilmuwan mengidentifikasi dan menyaring perpustakaan polimer sintetik karena kemampuannya untuk menginduksi pembentukan biofilm pada E.coli. E. coli adalah bakteri yang umum digunakan dalam biokatalisis.
Skrining ini menggunakan strain E. coli (MC4100) yang banyak digunakan dalam ilmu dasar untuk mempelajari gen dan protein dan diketahui kurang baik dalam membentuk biofilm dibandingkan dengan strain E. coli lainnya, PHL644, strain isogenik yang diperoleh melalui evolusi yang merupakan mantan biofilm yang bagus.
Bahan kimia yang paling efektif dalam mempromosikan pengembangan biofilm diidentifikasi melalui penyaringan ini. Polimer kationik ringan dilampaui oleh polimer hidrofobik, sedangkan turunan aromatik dan heteroaromatik secara signifikan mengungguli polimer alifatik yang sebanding.
Pemantauan aktivitas biomassa dan biokatalitik dari kedua galur yang diinkubasi dengan adanya polimer ini mengungkapkan bahwa MC4100 cocok dan bahkan mengungguli PHL644.
Temuan menunjukkan bahwa polimer mengendap dalam larutan dan bertindak sebagai koagulan, merangsang proses alami yang disebut flokulasi yang memicu bakteri untuk membentuk biofilm.
Dr. Francisco Fernández Trillo dari School of Chemistry* berkata, “Kami menjelajahi ruang kimia yang luas dan mengidentifikasi kimia dan polimer berkinerja terbaik yang meningkatkan aktivitas biokatalitik E. coli, pekerja keras dalam bioteknologi. Ini telah menghasilkan perpustakaan kecil polimer sintetik yang meningkatkan pembentukan biofilm ketika digunakan sebagai aditif sederhana untuk kultur mikroba. Sejauh pengetahuan kami, saat ini, tidak ada metode yang memberikan kesederhanaan dan keserbagunaan ini ketika mempromosikan biofilm untuk bakteri menguntungkan.”
“Polimer sintetik ini dapat melewati kebutuhan untuk memperkenalkan sifat-sifat pembentukan biofilm melalui pengeditan gen. Ini mahal, memakan waktu, tidak dapat diubah, dan membutuhkan orang yang ahli dalam mikrobiologi untuk mengimplementasikannya. Kami percaya pendekatan ini memiliki dampak di luar biofilm untuk biokatalisis. Strategi serupa dapat digunakan untuk mengidentifikasi calon polimer untuk mikroorganisme lain seperti probiotik atau ragi, dan mengembangkan aplikasi baru dalam ilmu pangan, pertanian, bioremediasi atau kesehatan.”
Referensi Jurnal:
- Pavan Adoni, Andrey Romanyuk, dkk. Biofilm yang diinduksi polimer untuk biokatalisis yang ditingkatkan. ibu. Horiz., 2022.DOI: 10.1039/D2MH00607C
