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研究项目分析了新南极细菌的医学营养和环境应用

摘要 巴西里贝朗普雷图的圣保罗大学 (USP) 和乌拉圭蒙得维的亚的 Clemente Estable 生物研究所 (IIBCE) 之间的科学合作正在对十年前在南

巴西里贝朗普雷图的圣保罗大学 (USP) 和乌拉圭蒙得维的亚的 Clemente Estable 生物研究所 (IIBCE) 之间的科学合作正在对十年前在南极发现的两种新细菌进行实验,以便验证在医疗保健、食品加工和环境修复方面应用的可能性。

描述部分结果的文章发表在化学学会出版的 ACS Synthetic Biology 杂志的 3 月 号上 。

在生物技术中使用细菌可为人类和地球带来许多潜在好处,包括没有有毒废物和不再依赖化石能源。细菌是能够适应各种环境并执行一系列重要功能的微生物。从陆地极端环境中回收的细菌具有更有趣的生理特征。南极洲是世界上最寒冷的大陆,冬季气温为-10℃至-60℃,夏季为-5℃至-20℃。

具有冷适应酶的细菌被称为嗜冷菌。酶是催化特定化学反应的蛋白质。嗜冷菌产生的酶对生物技术过程非常重要,因为它们即使在低温下也能保持高活性。因此,它们比温带环境中细菌产生的酶更便宜、更可持续。

“从环境中分离出来的细菌通常很难‘驯化’以使用它们的酶。 我们研究了从南极沉积物中分离出来的属于假单胞菌属的两种细菌 。它们都是以前从未被描述过的新物种。我们着手看看我们是否可以利用我们的基因编辑工具利用它们的新陈代谢,并成功地在这两种细菌中建立了几种质粒的正确功能,促进了它们在生物技术应用中表达嗜冷酶,”María Eugenia Guazzaroni 说,文章的最后一位作者,里贝朗普雷图哲学、科学与文学学院 (FFCLRP-USP) 生物系教授。她的研究 得到了 FAPESP 的支持.

应用

细菌质粒是常用于细菌克隆的小 DNA 分子。表达质粒用于生产特定的蛋白质。质粒被引入细胞,在细胞中进行复制,蛋白质由其 DNA 表达。

表达质粒广泛用于科学研究以及制药和生物技术公司,以生产大量特定的重组蛋白,用于开发激素或抗体的医学疗法。

嗜冷酶还可用于生产品质和质地都得到改善的冷藏食品,例如冰淇淋和酸奶。还有一个应用涉及洗涤剂和洗衣粉中的添加剂,以提高去除污渍和污垢的功效。这些酶在相对较低的温度下起作用,因此可用于在冷水中洗涤衣物,从而节省能源。它们还可以提高洗涤剂和洗衣粉的质量,从而减少衣物和其他织物制品的损坏并延长使用寿命。

嗜冷酶也可用于生物修复,以去除南极等寒冷环境中的污染物。

跨界合作

该研究是与乌拉圭科学家合作进行的,他们于 2012 年在南极发现了这种新细菌,并自 2018 年以来一直与 Ribeirão Preto 小组合作。乌拉圭国家研究与创新机构 [ ANII ] 于 2018 年授予优先领域的海外研究机构培训流动性奖学金,”拥有格拉纳达 Zaidín 实验站 (EEZ) 生物化学和分子生物学博士学位的 Guazzaroni 说道,由西班牙国家研究委员会 (CSIC) 获得,在西班牙获得环境宏基因组学和极端环境功能宏基因组学的博士后资格,并在 FFCLRP-USP 进行博士后研究。

除了 Guazzaroni 和 Amarelle,这篇文章的其他共同作者是 Diego M. Roldán 和 Elena Fabiano,他们都隶属于 IIBCE 的微生物生物化学和基因组学系。

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