来源:BOB手机客户端登录入口 发布时间:2025-11-20 03:56:30
加州大学圣地亚哥分校(UC San Diego)研讨人员获得重大打破,让细菌能高效组成出完成章鱼变色假装的要害色素“黄嘌呤素”(xanthommatin)。该研讨不只提醒了天然界“隐身术”的奥妙,还为出产新式可继续资料铺平了路途。
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章鱼、鱿鱼和墨鱼等头足类动物以其共同的假装才干出名——可以瞬时改动皮肤色彩和纹路,融入周围环境。这一奇迹的背面,是杂乱的色素黄嘌呤素在发挥作用。长期以来,这种色素的共同变色潜力招引了很多科学家与国防组织,但在试验室条件下,大规模组成这种色素却一直困难重重。
UC San Diego部属斯克里普斯海洋研讨所团队立异性地使用生物办法,让细菌“工厂”出产黄嘌呤素,产值到达以往办法的1000倍。新办法不只让科学家得以更深入研讨这种色素,还未来在可继续染料、紫外线隔绝资料、先进涂层与光电元件等范畴带来无限或许。
“这是咱们初次在细菌中高效制作这种天然色素,大幅加快了相关资料的出产进程。”该团队负责人、海洋化学家Bradley Moore教授表明,“正是黄嘌呤素让章鱼和鱿鱼具有这种奇特的假装才干,咱们的发展仅仅冰山一角。”
据介绍,这项研讨已于本月3日宣布在《天然·生物技能》(Nature Biotechnology)期刊上,由美国海军研讨办公室、瑞士国家科学基金会、诺和诺德生物可继续基金会等联合赞助。
研讨人员指出,这不只提醒了天然界变色奇迹背面的化学机理,还可为出产其他有用的天然化合物供给绿色可继续的制作道路,助力工业远离以石油为根底的传统工艺。
研讨团队选用“成长偶联生物组成”战略,将细菌的生计与色素产出直接绑定:通过基因改造,“带病”细菌只要在一起生成方针色素和甲酸的情况下才干存活,而甲酸又反过来促进细胞成长,由此构成色素自我驱动组成循环。
“咱们有必要创造出一种全新的办法,才干处理这一难题。”论文榜首作者、现任斯坦福大学副教授Leah Bushin回想道,“本质上,咱们便是让细菌‘自愿’制作咱们应该的东西。”
团队还使用机器人主动进化和定向挑选技能,让细胞在两个高通量自适应试验中不断进化,使色素产值继续进步;再结合特制生物信息东西,定位和强化了进步细菌出产功率的要害基因突变。
以往使用微生物出产黄嘌呤素的功率极低,每升不到5毫克。而新技能将产值进步至每升1至3克,进步了约千倍。
“成功那一刻让我终身难忘。试验放了一夜,第二天发现管子里生成了很多色素,十分激动!”Bushin表明。
团队以为,这一创意来自天然、无侵入式的工艺,有望完全改造生物资料与化学品的制作方法。美国国防部、化妆品公司等多家组织已对该资料表现出爱好,包含假装用资料、环保防晒霜、变色涂料、智能感应器等新式使用。
“为了8亿人口继续生计的人工生活方法,咱们一定要从头考虑资料制作。从这项打破可以正常的看到,仿生科技正带来对人类和地球更友爱的新道路。”Moore总结道。
