5 августа 2021, четверг, 12:25
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.ДзенОдноклассники

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Чайный гриб вдохновил ученых на создание нового биоинженерного материала

Ученые создали пленку из нового материала
Ученые создали пленку из нового материала
Tzu-Chieh (Zijay) Tang

Инженеры Массачусетского технологического института и Имперского колледжа Лондона разработали новый способ получения функциональных материалов с использованием смеси бактерий и дрожжей, подобной «чайному грибу».

Чайный гриб, который держат в банках на кухне и используют для приготовления своеобразного напитка, представляет собой на самом деле не единый организм, а сообщество, образованное вступившими в симбиоз бактериями и дрожжевыми грибами нескольких видов. Биологи дали таким объектам название SCOBY (симбиотическая культура бактерий и дрожжей, symbiotic culture of bacteria and yeast). Из грибов в «чайном грибе» наиболее часто присутствуют пекарские дрожжи (Saccharomyces cerevisiae), но возможно присутствие еще около десятка видов; бактериальный компонент почти всегда включает в себя Gluconacetobacter xylinus, также встречаются другие представители семейства уксуснокислых бактерий (Acetobacteraceae). Бактерии окисляют вырабатываемые дрожжами спирты, превращая их в уксусную кислоту и другие кислоты.

Испольузя SCOBY, исследователи смогли получить целлюлозу, содержащую ферменты, которые могут выполнять множество функций, таких как определение загрязнителей окружающей среды. Они также показали, что можно включать дрожжи непосредственно в материал, создавая «живые материалы», пригодные для очистки воды или для изготовления «умных» упаковочных материалов, которые смогут обнаруживать повреждения. «Мы предвидим будущее, в котором различные материалы можно будет выращивать дома или на местных производственных предприятиях, используя биологию, а не ресурсоемкое централизованное производство», — говорит Тимоти Лу (Timothy Lu), работающий на кафедре электротехники, информатики и биологической инженерии Массачусетского технологического института.

Несколько лет назад в лаборатории Тимоти Лу научились создавать при помощи бактерии кишечной палочки биопленки, содержащие такие элементы, как золотая нанопроволока. Но продуцируемые бактериями пленки были слишком тонкими для использования их в крупномасштабных приложениях, поэтому исследователи решили обратиться к культурам дрожжей и бактерий для создания специфических материалов в большем объеме.

Тимоти Лу и его сотрудники тоже использовали пекарские дрожжи (Saccharomyces cerevisiae), поскольку другие дикие типы дрожжей, встречающиеся в чайных грибах, трудно подвергать генетической модификации. В качестве бактериального компонента были использованы Komagataeibacter rhaeticus, которых ранее ученые из Имперского колледжа в Лондоне выделили из чайных грибов. Этот вид бактерий способен производить большое количество целлюлозы. В свою очередь, Saccharomyces cerevisiae, в зависимости от выбранного штамма, способны производить выбранные ферменты. В частности, эти дрожжи можно запрограммировать так, чтобы выделяемые ими ферменты связывались с загрязняющими веществами и разрушали их. Производимая бактериями целлюлоза служила основой для размещения ферментов. Чтобы вырастить такой материал, нужно всего несколько дней, а если дать бактериям и дрожжам работать долго, они способны заполнить своей продукцией целую ванну.

Для демонстрации потенциала своей микробной культуры, которую они называют «Syn-SCOBY», исследователи создали материал, содержащий дрожжи, которые чувствуют эстрадиол, женский половой гормон и компонент лекарственных препаратов, в последние десятилетия проникающий в водоемы. В другой версии они использовали штамм дрожжей, которые вырабатывают светящийся белок, называемый люциферазой, при воздействии синего света. При необходимости можно использовать другие штаммы дрожжей, которые обнаруживают другие загрязнители.

Исследование опубликовано в журнале Nature Materials.

Обсудите в соцсетях

«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ МФТИ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность антропогенез археология архитектура астероиды астронавты астрофизика бактерии бедность библиотеки биоинформатика биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера вакцинация викинги виноделие вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты клад климатология клонирование комары комета кометы компаративистика космос кошки культура культурология лазер лексика лженаука лингвистика льготы малярия мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеоклиматология палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы природа психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы путешествие пчелы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники средневековье старение старообрядцы стартапы статистика табак такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экзопланеты экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Алексей Ананьев Дмитрий Козак Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад Солнечная система альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса вымирающие виды глобальное потепление грипп защита растений инвазивные виды информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология культурные растения междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция темная материя физическая антропология финансовый рынок черные дыры эволюция эволюция звезд эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество Европейская южная обсерватория жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PayPal PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2021.