把网红饮料康普茶改造为生物材料平台

前几年,因好莱坞开启的流行风气,红茶菌/康普茶kombucha成了饮料界的超级网红。

据百度百科的说法,红茶菌又名“海宝”、“胃宝”,是用糖、茶、水加菌种经发酵后生成的对人体有益的物质,其本身的酸度又抑制了有害细菌的生长,对人身体健康非常有益……

我们先不探究红茶菌是否具有实际效果,如今科学家通过调节红茶菌酵母的基本成分,创造出新型的“活性材料”。

改变培养液里的混合物成分,研究人员能够制造出经过工程改造的生物材料(ELM),具有各种各样的应用潜力,未来可用于感光或检测污染物。

更好的是,因为流程和发酵康普茶一样,我们可以很容易地自行在家中制作这些生物材料,就像在厨房里发酵面团。

共同第一作者、伦敦帝国理工学院的合成生物学家Charlie Gilbert说:“尽管离在厨房培育个人的廉价生物传感器的未来还有很长的距离,但我们的生物工程平台已经能够创建可扩展的材料,把理想和现实的距离又拉近了一步。”

当前工作的起源可追溯到2014年,当时麻省理工学院的研究人员对大肠杆菌细胞进行了工程改造,生成嵌入了非生命结构(如金纳米线)的生物膜。

尽管这项创新展现了ELM的能力,但由于这种改造方式仅能针对单一的细胞,对现实目的毫无用处。

挑战就是获得大规模的生物材料,这导致研究人员选择了康普茶——或更确切地说,茶酵母的共生环境。

麻省理工学院的第一作者,生物工程师Tzu-Chieh Tang说:“我们认为这是一个很好的系统,非常便宜,而且很容易大量生产。产出比大肠杆菌系统至少多一千倍。”

为了创建他们的ELM,研究人员对名为酿酒酵母的实验室酵母菌进行了生物工程学改造,并将其与根瘤菌Komagataeibacter rhaeticus结合。

经过大量的反复试验——找到正确的酵母菌和细菌比例,并完善共生环境混合物的密度——他们最终成功了。

在被称为Syn-SCOBY的工程培养物中,细菌会产生大量的纤维素,这些纤维素作为一种支架结构,在其中啤酒糖酵母及其酶可以执行各种(程序)功能,例如感测污染物中的化学物质或病原体,或制造在蓝光下发光的蛋白质。

虽然还处于初期,但是这种系统指出了可在本地制造所谓“智能”材料的未来——不需要在工厂中进行资源密集型的生产。

“几乎每个人都可以在自家的厨房里做到这一点。您不必成为专家。您只需要糖和Syn-SCOBY酵母。”

研究结果发表在《自然材料》上。

原文:https://www.sciencealert.com/scientists-created-new-types-of-living-materials-by-hacking-the-basis-of-kombucha

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