環境条件に対するバイオフィルムの固有の回復力は、バイオ触媒作用、バイオレメディエーション、農業、または消費者の健康のための魅力的なプラットフォームになります。 しかし、これらの分野における主な課題の XNUMX つは、有益な細菌が必ずしもバイオ フィルムの形成に優れているとは限らないことです。
通常、遺伝子工学はこの問題を解決しますが、 バーミンガム大学の化学工学部は、生体触媒の効率を高める新しい方法を明らかにしました。
科学者は、合成ポリマーのライブラリーを特定し、スクリーニングして、誘導する能力を調べました。 バイオフィルム形成 大腸菌で。 E. 大腸菌の 生体触媒で一般的に使用される細菌です。
このスクリーニングでは、遺伝子やタンパク質の研究に基礎科学で広く使用されている大腸菌 (MC4100) の菌株を使用し、別の大腸菌株である PHL644 と比較してバイオフィルムの形成が不十分であることが知られています。優れたバイオフィルム形成剤。
このスクリーニングにより、バイオフィルムの発達を促進するのに最も効果的な化学物質が特定されました。 軽度のカチオン性ポリマーは疎水性ポリマーよりも優れていましたが、芳香族およびヘテロ芳香族誘導体は、同等の脂肪族ポリマーよりも大幅に優れていました。
これらのポリマーの存在下でインキュベートされた両方の株のバイオマスと生体触媒活性を監視すると、MC4100がPHL644と一致し、さらに優れていることが明らかになりました。
調査結果は、ポリマーが溶液中で沈殿し、凝固剤として作用し、細菌がバイオフィルムを形成するきっかけとなる凝集と呼ばれる自然なプロセスを刺激することを示しました。
School of Chemistry* の Francisco Fernández Trillo 博士は、次のように述べています。 「私たちは幅広い化学分野を調査し、バイオテクノロジーの主力製品である大腸菌の生体触媒活性を高める、最も優れた化学物質とポリマーを特定しました。 これにより、微生物培養への単純な添加剤として使用すると、バイオフィルム形成を増加させる合成ポリマーの小さなライブラリが得られました。 私たちの知る限りでは、現在、有益なバクテリアのバイオフィルムを促進する際に、この単純さと多用途性を提供する方法はありません。」
「これらの合成ポリマーは、遺伝子編集によってバイオフィルム形成の形質を導入する必要性を回避する可能性があります。 コストと時間がかかり、元に戻すことはできず、実行するには微生物学の熟練者が必要です。 このアプローチは、生体触媒のバイオフィルムを超えた影響を与えると考えています。 同様の戦略を採用して、プロバイオティクスや酵母などの他の微生物の候補ポリマーを特定し、食品科学、農業、バイオレメディエーション、または健康における新しいアプリケーションを開発できます。」
ジャーナルリファレンス：
- パヴァン・アドーニ、アンドレイ・ロマニュク 他強化された生体触媒作用のためのポリマー誘導バイオフィルム。 メートル。 水平.、2022。DOI: 10.1039/D2MH00607C
