“微生物是一个很巧妙的工具,,,,,,是许多生产环节的中坚实力,,,,,,使用适当,,,,,,可以生产许多质料、化学药品、燃料,,,,,,并且都是情形友好型的产品。。。。。”清华大学生命科学学院微生物实验室(以下简称实验室)主任陈国强在接受《中国科学报》记者采访时体现。。。。。
克日,,,,,,记者走进这所于1986年建设的实验室,,,,,,这里的科研职员从事的是以微生物为基实质料的生物化工手艺研究,,,,,,这些手艺并没有都停留在实验阶段,,,,,,不少早已获得工业化应用。。。。。
履历转型
1994年,,,,,,陈国强来到微生物实验室,,,,,,继续主任一职。。。。。
由此,,,,,,实验室最先转向以微生物生物聚酯“聚羟基脂肪酸酯”科研为主,,,,,,并进入快速生耐久,,,,,,从二元酸研究生长到以分子生物学和基因工程为基础,,,,,,工业微生物学为支柱,,,,,,基础研究和应用开发为最终目的的综合实验室。。。。。
实验室的研究职员组成,,,,,,也从简单的微生物专业职员生长到有分子生物学、微生物学、化学、高分子科学和质料科学等专业的多学科步队。。。。。
现在,,,,,,实验室研究的课题主要是微生物法合成新型质料、手性药物中心体的微生物合成和微生物合成质料的组织工程应用等。。。。。这些课题作育了多位能掌握从分子生物学基础出发,,,,,,到发酵生产工艺建设和产品接纳等手艺的专业人才。。。。。
这里的科研职员使用基因工程、代谢工程,,,,,,以及合成生物学的要领,,,,,,获得了许多可以制造差别类型质料的微生物菌种。。。。。
陈国强谈到:“我们也与工业界开展相助,,,,,,使用菌种生产差别类型的质料。。。。。海内现在大部学生物聚酯方面的质料,,,,,,使用的是我们实验室的手艺。。。。。”
最初的相助研究生长
实验室初期履历过难题时期。。。。。陈国强谈到,,,,,,在2000年以前,,,,,,实验室获得的科研经费很是少,,,,,,也正是在那时,,,,,,与企业的应用开发成为获得研究经费的主要手段。。。。。
1997年左右,,,,,,美国宝洁公司希望实验室能提供一项制造聚羟基脂肪酸酯PHA共聚物的手艺。。。。。这是一种使用微生物合成手艺生产的高分子生物质料,,,,,,通俗而言就是一种环保塑料,,,,,,质料的名字叫3-羟基丁酸和3-羟基己酸的共聚物,,,,,,简称PHBHHx。。。。。那时还没有人能够大规模生产这种质料。。。。。
在那之前,,,,,,宝洁生产的产品每年要爆发上百万吨塑料废品。。。。。这些塑料都是石油化工所制,,,,,,由于不可降解性会对情形造成污染。。。。。他们期望使用PHBHHx制成产品外包装,,,,,,从而减轻情形压力。。。。。
“那是我们实验室第一次做手艺转化,,,,,,开发出了一个菌种,,,,,,其时还拿到广东的一个发酵厂去做发酵。。。。。”陈国强谈到。。。。。PHA的优点是生物可降解,,,,,,使用的是可一连生长的质料,,,,,,好比淀粉、纤维素质料、脂肪酸等来做发酵质料,,,,,,作育细菌,,,,,,通过一定的制备工艺生产出PHA。。。。。
陈国强从办公桌边上拿出一袋白色粉末,,,,,,记者用手触摸,,,,,,发明其手感和面粉类似,,,,,,这正是PHA质料。。。。。而这种质料可以制作塑料薄膜、塑料包装等质料。。。。。
他指着桌边饮水机上的水桶说:“像这种聚乙烯(PE)的塑料是使用石油制造,,,,,,经由高温、高压、催化剂等手段加工出来的,,,,,,很难在常温常压下降解。。。。。而微生物生产塑料,,,,,,只需30℃左右、一个大气压的条件下,,,,,,通过特有工业装置(发酵罐)就能制备出来,,,,,,生产手段非;;;;;繁。。。。。”
进入人体的可降解塑料
“我们在做微生物相关实验的同时,,,,,,也注重研究差别塑料特征。。。。。”陈国强谈到,,,,,,PHBHHx的生物可降解性、生物组织相容性、压电性等优点,,,,,,在生物医学、电子科技等领域有着普遍的应用远景。。。。。
在这方面,,,,,,实验室曾与山东鲁抗集团相助。。。。。鲁抗集团生产医疗方面的植入质料,,,,,,而这莳植入物需要可降解塑料,,,,,,PHBHHx其优良的特征,,,,,,使其进入有机体后,,,,,,不会像其他质料一样引起生物体的强烈倾轧。。。。。
能够用于人体的组织移植物,,,,,,将PHBHHx制成响应的组织骨架植入人体中,,,,,,其粗糙的外貌可增强细胞生长,,,,,,从而增进响应组织结构的形成。。。。。当新生组织长成之后,,,,,,PHBHHx会被生物体降解,,,,,,自动扫除,,,,,,不留后患。。。。。
同样,,,,,,人们还可以使用PHBHHx包裹药物,,,,,,其在人体内抵达药物缓慢释放、延伸作用时间、易于抵达作用位点的效果。。。。。
合成生物学是未来重点
“实验室现在的偏向主要是合成生物学领域。。。。。通俗来讲,,,,,,就是将具有差别优良特征的基因从细菌、真菌、植物、动物平疏散出来,,,,,,或者直接用化学要领合成出来,,,,,,通过适当毗连,,,,,,将它们的优势集中,,,,,,在一个宿主中表达,,,,,,获得所需要的优良产品或特征。。。。。”陈国强说。。。。。
好比,,,,,,实验室正在举行维生素B12的代谢通路构建,,,,,,维生素B12在医学方面的应用很是多。。。。。若是用野生微生物来做的话,,,,,,转化率很低,,,,,,才150毫克/升,,,,,,缘故原由在于这种微生物的生长速率很是慢。。。。。以是维生素B12是现在最贵的维生素。。。。。
实验室的科研职员将眼光瞄准了生长快速的大肠杆菌,,,,,,在其体内重新构建一条含有30多个基因的合成通路。。。。。大肠杆菌15分钟便能滋生一代,,,,,,而其他细菌可能要3小时以上才华滋生一代,,,,,,现在这项事情已靠近尾声。。。。。
“1公斤维生素B12可以卖到几万元,,,,,,而金年会手艺一旦应用,,,,,,有望让这个价钱降低到原来的十分之一。。。。。”陈国强说,,,,,,这种研究的意义在于,,,,,,让腾贵的维生素B12变得自制,,,,,,最终沾恩的是老黎民。。。。。
他最后谈到,,,,,,石化工业生产的塑料质料面临的就是“不可再生”和“不可降解”。。。。。而使用微生物生产PHA的最大特点,,,,,,就是“可再生”和“可降解”,,,,,,实验室的研究偏向也是一条有望部分取代石化工业的环保低碳之路。。。。。