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四平市科技局   2022-06-30 15:10   來源:科技部生物中心
我國科學家利用工程微生物開展生態環境修復

  生態環境治理已經成為全球面臨的重大問題。高度穩定的重金屬離子可以通過食物鏈逐漸富集,最終對全球糧食安全和人類健康構成嚴重威脅。微生物處理重金屬具有成本低,效率高的優勢,但自然微生物無法滿足快速修復的需求。隨著合成生物學的興起和技術的不斷進步,通過設計基因線路來控制生物體的行為,使轉基因微生物的環境可控釋放成為可能。

  近日,中科院微生物所采用汞離子生物治理為例,設計了重金屬修復的智能自調控基因線路。該基因線路可以感知環境重金屬汞離子濃度的變化,自動啟動重金屬吸附、菌體回收和自殺模塊基因的程序化表達,過程中無需任何外源誘導劑和人工干預。相關研究成果發表于《Environmental Microbiology》雜志,論文標題為“Mercury Bioremediation by Engineered Pseudomonas putida KT2440 with Adaptationally Optimized Biosecurity Circuit”。

  研究團隊將菌株投入含有汞離子的水體中后,細菌轉錄因子(MerR,Mercuric-responsive transcriptional regulator)被汞離子從啟動子上解離下來,啟動子(PmerT)啟動重金屬吸附蛋白和四環素阻遏蛋白(TetR)的表達。在處理后期,重金屬離子隨著細胞被富集回收,水體的重金屬離子濃度將持續降低。當環境及細胞內汞離子濃度下降到低于啟動子響應的閾值后,殘留在水體中的工程菌株中PmerT啟動子將無法繼續啟動TetR蛋白基因的表達。PLtetO啟動子將自動啟動防逃逸元件(致死蛋白)的表達,水體殘留或逃逸到無污染環境中的工程微生物將無法存活,從而實現生態安全。

  該研究為利用微生物開展生態環境修復提供了借鑒,也為假單胞菌合成生物學研究提供了一批優良的元件。

  原文鏈接:

  https://doi.org/10.1111/1462-2920.16038

  注:此研究成果摘自《Environmental Microbiology》雜志,文章內容不代表本網站觀點和立場,僅供參考。


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