Khả năng phục hồi nội tại của màng sinh học đối với các điều kiện môi trường khiến chúng trở thành một nền tảng hấp dẫn cho quá trình lọc sinh học, xử lý sinh học, nông nghiệp hoặc sức khỏe người tiêu dùng. Tuy nhiên, một trong những thách thức chính trong những lĩnh vực này là vi khuẩn có lợi không nhất thiết phải tốt trong việc hình thành màng sinh học.
Kỹ thuật di truyền thường giải quyết vấn đề này, nhưng các nhà khoa học từ Đại học BirminghamTrường Kỹ thuật Hóa học đã tiết lộ một phương pháp mới để tăng hiệu quả trong quá trình thẩm phân sinh học.
Các nhà khoa học đã xác định và sàng lọc một thư viện các polyme tổng hợp về khả năng gây ra sự hình thành màng sinh học ở E. coli. E. coli là một loại vi khuẩn được sử dụng phổ biến trong quá trình lọc sinh học.
Việc sàng lọc này đã sử dụng một chủng vi khuẩn E. coli (MC4100) được sử dụng rộng rãi trong khoa học cơ bản để nghiên cứu gen và protein và được biết là kém hình thành màng sinh học so với một chủng vi khuẩn E. coli khác, PHL644, một chủng đồng sinh thu được thông qua quá trình tiến hóa. tốt trước đây màng sinh học.
Các hóa chất có hiệu quả nhất trong việc thúc đẩy sự phát triển của màng sinh học đã được xác định thông qua quá trình sàng lọc này. Các polyme cation nhẹ bị polyme kỵ nước vượt qua, trong khi các dẫn xuất thơm và dị thơm vượt trội hơn đáng kể so với các polyme béo tương đương.
Theo dõi sinh khối và hoạt động xúc tác sinh học của cả hai chủng được ủ với sự hiện diện của các polyme này cho thấy MC4100 phù hợp và thậm chí còn tốt hơn PHL644.
Các phát hiện chỉ ra rằng các polyme kết tủa trong dung dịch và hoạt động như chất đông tụ, kích thích một quá trình tự nhiên gọi là keo tụ, kích hoạt vi khuẩn hình thành màng sinh học.
Tiến sĩ Francisco Fernández Trillo từ Trường Hóa học * cho biết, “Chúng tôi đã khám phá một không gian hóa học rộng lớn và xác định các chất hóa học và polyme hoạt động tốt nhất giúp tăng hoạt tính xúc tác sinh học của E. coli, một loài ngựa trong công nghệ sinh học. Điều này đã dẫn đến một thư viện nhỏ các polyme tổng hợp làm tăng sự hình thành màng sinh học khi được sử dụng làm chất phụ gia đơn giản để nuôi cấy vi sinh vật. Theo hiểu biết tốt nhất của chúng tôi, hiện tại, không có phương pháp nào mang lại sự đơn giản và linh hoạt khi thúc đẩy màng sinh học cho vi khuẩn có lợi ”.
“Những polyme tổng hợp này có thể bỏ qua nhu cầu giới thiệu các đặc điểm để hình thành màng sinh học thông qua chỉnh sửa gen. Nó tốn kém, mất thời gian, không thể đảo ngược và cần một người có kỹ năng về vi sinh để thực hiện. Chúng tôi tin rằng cách tiếp cận này có tác động ngoài màng sinh học để thẩm phân sinh học. Một chiến lược tương tự có thể được sử dụng để xác định các polyme ứng viên cho các vi sinh vật khác như chế phẩm sinh học hoặc nấm men, và phát triển các ứng dụng mới trong khoa học thực phẩm, nông nghiệp, xử lý sinh học hoặc y tế. "
Tạp chí tham khảo:
- Pavan Adoni, Andrey Romanyuk, et al. Màng sinh học tạo ra polyme để tăng cường khả năng thẩm thấu sinh học. mẹ. chân trời., 2022. DOI: 10.1039 / D2MH00607C
