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上海科技大学物质学院钟超课题组利用基因工程改造开发出细菌生物

2019-09-12 来源:未知
近日,上海科技大学物质学院材料与物理生物学研究部钟超课题组利用基因工程改造的方法开发出生物被膜,用于负载和固定功能纳米材料,并将这种生物被膜/无机纳米杂化材料首次应用在环境和能源催化领域。该研究成果以“Immobilization of Functional Nano-objects in Living Engineered Bacterial Biofilms for Catalytic Applications”为题,在知名期刊《National Science Review》上在线发表(DOI: org/10.1093/nsr/nwz104)。
 
纳米材料的尺寸通常在1纳米到100纳米之间,与传统的块状材料相比,具备更大的比表面积和更多的表面活性位点,因此非常适合设计纳米催化剂。然而,在纳米催化剂的具体使用过程中,由于其尺寸较小,相应也带来了较难回收、容易造成二次污染等问题。普适性的解决方案就是对纳米催化剂进行固定,然而传统的固定方法较为繁琐,并且不具备活体材料的可再生和易于规模化等优点。本研究基于大肠杆菌的生物被膜开发了功能纳米材料的负载方法,引入了活细胞本身的可再生和功能可调特性,证明了构建的这种生物被膜/无机纳米杂化材料在环境修复和能源催化领域的应用潜力。
 
在2018年发表的《Advanced Materials》文章中,钟超课题组报道了基于基因工程改造的具有光感应能力的大肠杆菌,能够在光照条件下分泌并在胞外组装功能纳米纤维,并能对溶液中的无机纳米材料进行时空可控的图案布阵。在当前的研究当中,研究人员首先对大肠杆菌进行基因工程使其表达、分泌并在胞外组装带有组氨酸标签的淀粉样蛋白纤维,然后通过“NTA-Metal-His”的金属配位作用,让