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时间:2021-06-24 05:37  作者:admin  来源:未知  查看:  
内容摘要:化学和生物威胁日益普遍和多样化,对应对传染病大流行的医护人员和需要面对各种复杂环境作战的士兵构成了威胁。目前最先进的防护设备过于厚重,严重限制了使用者的机动能力。 2021年4月,美国国防部高级研究计划局(DARPA)启动了一项名为个性化防护生物系统...

  化学和生物威胁日益普遍和多样化,对应对传染病大流行的医护人员和需要面对各种复杂环境作战的士兵构成了威胁。目前最先进的防护设备过于厚重,严重限制了使用者的机动能力。

  2021年4月,美国国防部高级研究计划局(DARPA)启动了一项名为“个性化防护生物系统”(PPB)的计划,其目的是开发针对化学和生物威胁的轻便防护装备以及提高个人防护的技术。这将通过轻质材料和适应性强的组织保护对策来实现,这些对策可以独立发挥作用,也可以作为一个整体,提供按需、广谱和快速保护。

  目前DARPA已经与FLIR Systems、Leidos和Charles River Analytics3家公司签署合同,利用分子技术和共生生物来减轻防护装备。该项目将持续5年,分为两个技术领域(TA)TA1技术领域、TA2技术领域,前者旨在为化学和生物威胁和人体进行外部接触时提供100%的生存能力,后者旨在消除化学和生物威胁对皮肤、气道、眼部等脆弱内部组织屏障的威胁。如果PPB技术研发成功,或许可以彻底改变军方和公共卫生界应对不可预测的威胁环境的策略,也可以为已知和新兴传染病提供预防和治疗方案。

  近日,《美国化学会合成生物学杂志》报道,北卡罗莱纳州立大学研究者对一种益生菌酵母进行了基因改造,使其在无菌小鼠肠道中产生胡萝卜素。该研究提供了一套利用基因工具来修饰益生菌酵母进行生产的全部流程。

  布拉酵母菌是一种益生菌酵母,可以耐受胃酸,在哺乳动物肠道中存活和繁殖,并且抑制有害细菌引起的肠道感染。该益生菌还易于转化,可以在肠道中产生溶菌酶、IL-10等治疗性蛋白质。

  研究者验证了两种广泛使用的CRISPR系统和专用于酿酒酵母数十种基因修饰工具在布拉酵母菌中的适用性,说明该益生菌是一种有潜力的生物制造菌种。研究者首先对布拉酵母菌的工程基因表达进行了迄今为止最全面的分析,在基于质粒和基因组的背景下,对布拉酵母菌遗传部件(启动子、选择性标记、复制起源和终止子)的特征库进行了描述。然后,研究者应用这些部件首次构建了具有高水平的维生素前体(胡萝卜素)和药物生产的布拉酵母菌株系。对比研究发现布拉酵母菌可以在无菌小鼠肠道中稳定定居超过30天,并与共生微生物竞争利基空间,在正常或者抗生素处理的小鼠肠道中停留时间短(1~2天)。最后,研究者在14天的时间内在无菌小鼠肠道中合成胡萝卜素(194g)。

  该研究是科研人员首次在菌株中证明了异源小分子的原位生产,这项工作确立了在哺乳动物肠道内设计布拉酵母菌以生产小分子药物的能力,并提供了一套可以调节滴度的工具。

  光酶是罕见的生物催化剂,将光能转化为化学能。脂肪酸光脱羧酶(FAP)是一种天然的光酶,存在于微藻(如小球藻)中,在碳氢化合物的生物合成中具有潜在的应用价值,但其作用机制还远未被完全理解。

  近日,《科学》报道,手机报码开奖现场直播,法国原子能和替代能源委员会、法国国家科学研究中心、欧洲同步辐射装置加速器等机构的研究人员组成的国际研究团队对FAP光驱动碳氢化合物的形成进行了详细和全面的描述,该研究有望促进绿色化学的发展。

  FAP已经在2017年被发现能够利用光能从微藻产生的脂肪酸中产生碳氢化合物。为了阐明FAP的作用机制,此次实验中,研究者结合先进的技术(包括静态和动态晶体学、光谱学、生物化学和计算方法)来对比研究小球藻的野生型和突变体的活性位点残基改变。研究表明,FAP被照射并吸收光子,电子在300皮秒内从藻类产生的脂肪酸中被剥离,将该脂肪酸解离成烃前体和二氧化碳,产生的大部分二氧化碳在100纳秒内转化为碳酸氢盐。该过程需要光但不妨碍光合作用:吸收光子的FAP内的黄素分子弯曲,这种构象将分子的吸收光谱移向红色,不占用微藻光合作用的光子。

  该研究将有助于扩大绿色化学的工具箱,为利用生物体自然产生的脂肪酸可持续生产生物燃料开辟了新的机会,也有望推动绿色化学生产精细化学、化妆品和药剂学的高附加值化合物。

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