世界不思議

科學家借鑒「海寶」造出活的生物材料


中國人食用「海寶」至少有150多年的歷史。海寶是紅茶菌(Kombucha),用糖、茶、水,再混合細菌和酵母菌的共生菌一起發酵而成,長出一層白色薄膜狀纖維素,是東方文化裡多樣的保健食品之一。

近年來這種益生菌逐漸在西方開始流行。最近,麻省理工學院和倫敦帝國學院(Imperial College London)的研究人員合作,借鑒紅茶菌的機制發明了一種新方法造出堅固耐用、還可以通過控制加入的不同菌類,訂製具有各種不同功能的生物材料。

幾年前,麻省理工學院電氣工程副教授提摩西·陸(Timothy Lu)曾用大腸桿菌造出一種薄膜,裡面加入金納米線。可是這種材料太小、太薄,難以擴大應用規模。這份新研究使用的紅茶菌,則很容易長出大量的材料。

這份研究的主要作者之一唐子傑(Tzu-Chieh Tang,音譯)說:「我們認為這是個很好的系統,很經濟,又很容易造出大量的材料。長出的材料至少是大腸桿菌系統的一千倍。」

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多數天然野生菌較難以進行基因修改,所以研究人員用實驗室造出的近似菌類代替。由於這些菌類是實驗室造出來的,工程師可以根據需要訂製各種酵母菌。

他們控制生成的纖維素內混入各種酵母菌,使生物材料具有各種功能,比如可用於淨化水、在黑暗的環境下會發光、感應環境中汙染物、或作為可以感應損傷的「智能」包裝材料等。

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科學家還可以對它們進行生物編程,在發現汙染物後,可以將它們分解,成為更有用的活的生物材料。

而且,這些微菌在培養液內容易生成大量的纖維素,就像「海寶」裡面的白色物質。研究稱,只需幾天時間就能長出這些纖維素,再放置長一些時間,它們很容易增厚占滿一個浴缸那麼大的空間。

「這種技術不依賴資源密集的集中式製造業,我們預計使用這種生物技術,將來人們在家、或是當地小型作坊內培養各種材料。」提摩西·陸說。

這份研究發表在《自然·材料》(Nature Materials)期刊上。

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