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我國科學(xué)家利用工程微生物開展生態(tài)環(huán)境修復(fù)

生態(tài)環(huán)境治理已經(jīng)成為全球面臨的重大問題。高度穩(wěn)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(gòu)成嚴(yán)重威脅。微生物處理重金屬具有成本低,效率高的優(yōu)勢,但自然微生物無法滿足快速修復(fù)的需求。隨著合成生物學(xué)的興起和技術(shù)的不斷進步,通過設(shè)計基因線路來控制生物體的行為,使轉(zhuǎn)基因微生物的環(huán)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(shè)計了重金屬修復(fù)的智能自調(diào)控基因線路。該基因線路可以感知環(huán)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(dǎo)劑和人工干預(yù)。相關(guān)研究成果發(fā)表于《Environmental Microbiology》雜志,論文標(biāo)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(xì)菌轉(zhuǎn)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(huán)素阻遏蛋白(TetR)的表達。在處理后期,重金屬離子隨著細(xì)胞被富集回收,水體的重金屬離子濃度將持續(xù)降低。當(dāng)環(huán)境及細(xì)胞內(nèi)汞離子濃度下降到低于啟動子響應(yīng)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(xù)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(huán)境中的工程微生物將無法存活,從而實現(xiàn)生態(tài)安全。


該研究為利用微生物開展生態(tài)環(huán)境修復(fù)提供了借鑒,也為假單胞菌合成生物學(xué)研究提供了一批優(yōu)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(nèi)容不代表本網(wǎng)站觀點和立場,僅供參考。


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2025-2031年中國廣東省環(huán)保行業(yè)市場專項調(diào)查及投資前景分析報告
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《2025-2031年中國廣東省環(huán)保行業(yè)市場專項調(diào)查及投資前景分析報告》共十章,包含2020-2024年廣東省環(huán)保產(chǎn)業(yè)政策法規(guī)分析,廣東省環(huán)保產(chǎn)業(yè)投資分析,廣東省環(huán)保產(chǎn)業(yè)前景趨勢分析等內(nèi)容。

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