模拟自然选择,细菌进化成高效纤维素生产工厂
近日,瑞士苏黎世联邦理工学院的研究团队提出了一种利用细菌生产纤维素的新方法。该方法借鉴了自然选择的进化机制,通过筛选出能够产生最多纤维素的菌株,实现了对醋酸菌的改良。
一直以来,研究人员都在寻找将微生物转化为高效“生产工厂”的方法,以期能够更快速地生产大量所需产品。而这次的研究团队,则通过有针对性地改造细菌基因组或培养最合适的菌株,成功地提高了醋酸菌的产量。
研究团队利用新方法成功培育出了几种醋酸菌的变种,这些变种所产生的纤维素比原始菌株多出了70%。具体操作过程包括用紫外光照射细菌细胞,随机破坏细菌DNA中的位点,然后将其放置在暗室中,避免DNA损伤修复,从而诱发突变。
接下来,团队使用微型仪器将每个细菌细胞封装在一小滴营养液中,并在特定时间内让其产生纤维素。经过一段时间的孵化后,他们使用荧光显微镜分析了各个细菌细胞所产生的纤维素含量,然后借助新开发的分选系统,自动分选出那些进化出能产生大量纤维素的细菌细胞。
目前,研究团队已经筛选出了四个菌株,它们的纤维素产量比野生型高出50%-70%。这些进化的醋酸菌可以在玻璃瓶中空气和水的交界处生长,并产生纤维素垫。这种垫的自然重量在2-3毫克之间,厚度约为1.5毫米,其重量和厚度几乎是野生型的两倍。
团队下一步计划在实际工业条件下测试这种新的微生物,看看它是否能够在工业生产中起到增产增收的作用。