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科学家借鉴“海宝”造出活的生物材料

中国人食用“海宝”至少有150多年的历史。海宝是红茶菌(Kombucha),用糖、茶、水,再混合细菌和酵母菌的共生菌一起发酵而成,长出一层白色薄膜状纤维素,是东方文化里多样的保健食品之一。

科学家借鉴“海宝”造出活的生物材料在发酵中的“海宝”,又名红茶菌。近年来这种益生菌逐渐在西方开始流行。最近,麻省理工学院和伦敦帝国学院(Imperial College London)的研究人员合作,借鉴红茶菌的机制发明了一种新方法造出坚固耐用、还可以通过控制加入的不同菌类,订制具有各种不同功能的生物材料。几年前,麻省理工学院电气工程副教授提摩西·陆(Timothy Lu)曾用大肠杆菌造出一种薄膜,里面加入金纳米线。可是这种材料太小、太薄,难以扩大应用规模。这份新研究使用的红茶菌,则很容易长出大量的材料。这份研究的主要作者之一唐子杰(Tzu-Chieh Tang,音译)说:“我们认为这是个很好的系统,很经济,又很容易造出大量的材料。长出的材料至少是大肠杆菌系统的一千倍。”科学家借鉴“海宝”造出活的生物材料多数天然野生菌较难以进行基因修改,所以研究人员用实验室造出的近似菌类代替。由于这些菌类是实验室造出来的,工程师可以根据需要订制各种酵母菌。他们控制生成的纤维素内混入各种酵母菌,使生物材料具有各种功能,比如可用于净化水、在黑暗的环境下会发光、感应环境中污染物、或作为可以感应损伤的“智能”包装材料等。科学家还可以对它们进行生物编程,在发现污染物后,可以将它们分解,成为更有用的活的生物材料。而且,这些微菌在培养液内容易生成大量的纤维素,就像“海宝”里面的白色物质。研究称,只需几天时间就能长出这些纤维素,再放置长一些时间,它们很容易增厚占满一个浴缸那么大的空间。“这种技术不依赖资源密集的集中式制造业,我们预计使用这种生物技术,将来人们在家、或是当地小型作坊内培养各种材料。”提摩西·陆说。这份研究1月11日发表在《自然·材料》(Nature Materials)期刊上。

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