환경 조건에 대한 생물막의 본질적인 탄력성은 생물 촉매, 생물 정화, 농업 또는 소비자 건강을 위한 매력적인 플랫폼이 됩니다. 그러나 이러한 분야의 주요 과제 중 하나는 유익한 박테리아가 반드시 생물막 형성에 좋은 것은 아니라는 것입니다.
유전 공학은 일반적으로 이 문제를 해결하지만, 버밍엄 대학교의 화학공학부(School of Chemical Engineering)는 생체 촉매의 효율성을 높이는 새로운 방법을 공개했습니다.
과학자들은 합성 고분자의 라이브러리를 식별하고 선별하여 생물막 형성 대장균에서. E. 대장균 생체 촉매 작용에 일반적으로 사용되는 박테리아입니다.
이번 스크리닝은 유전자 및 단백질 연구에 기초과학 분야에서 널리 사용되는 대장균(MC4100) 균주를 사용하였으며, 다른 대장균 균주인 PHL644에 비해 생물막 형성이 잘 되지 않는 것으로 알려져 있다. 좋은 생물막 형성제.
이 스크리닝을 통해 생물막 발달 촉진에 가장 효과적인 화학물질을 확인하였다. 약간 양이온성 폴리머는 소수성 폴리머에 의해 능가된 반면 방향족 및 헤테로방향족 유도체는 비교 가능한 지방족 폴리머를 훨씬 능가했습니다.
이러한 폴리머의 존재 하에 배양된 두 균주의 바이오매스 및 생체 촉매 활성을 모니터링한 결과 MC4100이 PHL644와 일치하고 PHLXNUMX를 능가하는 것으로 나타났습니다.
이 발견은 폴리머가 용액에서 침전되고 응고제로 작용하여 박테리아가 생물막을 형성하도록 하는 응집이라고 하는 자연적 과정을 자극한다는 것을 나타냅니다.
화학 학교*의 Francisco Fernández Trillo 박사는 다음과 같이 말했습니다. “우리는 광범위한 화학 공간을 탐색하고 생명 공학의 핵심인 E. coli의 생체 촉매 활성을 증가시키는 최고 성능의 화학 물질과 폴리머를 식별했습니다. 이것은 미생물 배양에 대한 단순한 첨가제로 사용될 때 생물막 형성을 증가시키는 합성 폴리머의 작은 라이브러리를 초래했습니다. 우리가 아는 한, 현재 유익한 박테리아에 대한 생물막을 촉진할 때 이러한 단순성과 다양성을 제공하는 방법은 없습니다."
“이러한 합성 고분자는 유전자 편집을 통해 생물막 형성을 위한 특성을 도입할 필요성을 우회할 수 있습니다. 비용이 많이 들고 시간이 많이 걸리며 되돌릴 수 없으며 이를 구현하려면 미생물학 분야의 숙련된 사람이 필요합니다. 우리는 이 접근법이 생물촉매를 위한 생물막 이상의 영향을 미친다고 믿습니다. 유사한 전략을 사용하여 프로바이오틱스나 효모와 같은 다른 미생물에 대한 후보 고분자를 식별하고 식품 과학, 농업, 생물 정화 또는 건강 분야의 새로운 응용 프로그램을 개발할 수 있습니다.”
저널 참조 :
- Pavan Adoni, Andrey Romanyuk, et al. 향상된 생체 촉매 작용을 위한 고분자 유도 생물막. 메이터. 호리즈., 2022. DOI: 10.1039/D2MH00607C
