由超级蠕虫微生物群制成的"超级肠道"能吞噬问题塑料

由超级蠕虫微生物群制成的"超级肠道"能吞噬问题塑料 在这项新研究中,新加坡南洋理工大学(NTU Singapore)的研究人员在此前对这些耐寒黄粉虫的微生物组进行研究的基础上,构建了一个可扩展的生物体特殊肠道环境副本,他们认为该副本能够可持续地处理大量普通塑料。虽然科学家们早就知道蠕虫对塑料的胃口,但与许多生物技术一样,问题在于如何将其应用于现实世界。这种"超级肠道"背后的团队可能已经破解了这一密码。在这个过程中,很少有蠕虫受到伤害。南洋理工大学副教授曹斌说:"一只蠕虫一生只能够消耗大约几毫克塑料,因此可以想象,如果我们要依靠它们来处理塑料垃圾,需要多少蠕虫。我们的方法将蠕虫从等式中剔除,从而消除了这种需求。我们的重点是增强蠕虫肠道中有用的微生物,并建立一个能有效分解塑料的人工'蠕虫肠道'。"祝您好胃口:菜单上有高密度聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯 新加坡南洋理工大学研究小组首先给三组蠕虫喂食了三种不同的普通塑料众所周知难以分解的高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS),为期 30 天(幸运的对照组则食用燕麦粥)。随后,科学家们从啃食塑料的蠕虫内脏中提取了微生物组,并将其放入装有合成营养物质和三种塑料的烧瓶中培养,让它们在六周内发育成人工肠道。他们发现,与对照组的蠕虫相比,实验室培养的蠕虫肠道中产生了更多的塑料降解细菌,而且每种细菌在处理特定材料时都表现出更高的效率。研究人员(左起)Sakcham Bairoliya、曹斌和刘一楠博士这项研究的第一作者刘一楠博士说:"我们的研究是首次成功尝试从喂食塑料的蠕虫肠道微生物组中培养塑料相关细菌群落。通过将肠道微生物组暴露在特定条件下,我们能够提高人工'蠕虫肠道'中塑料降解细菌的丰度,这表明我们的方法是稳定的,可以大规模复制。"虽然这只是概念验证,但研究人员认为,在更大范围内培育这种人工"超级肠道"并不存在障碍,而且这种人工"超级肠道"还可以专门用于处理特定材料。他们现在正在研究蠕虫坚韧肠道过程背后的分子生物学,希望能更容易地设计出分解塑料的细菌群落,用于商业用途。这项研究发表在《国际环境》杂志上。 ... PC版: 手机版:

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南洋理工大学研究人员发明人造"蠕虫肠道"吞噬塑料垃圾

南洋理工大学研究人员发明人造"蠕虫肠道"吞噬塑料垃圾 南洋理工大学的科学家们用不同的塑料食物喂养蠕虫,并从它们的肠道中提取微生物组,将它们放在烧瓶中培养,形成人工"蠕虫肠道"。图片来源:新加坡国立大学南洋理工大学土木与环境工程学院(CEE)和新加坡环境生命科学工程中心(SCELSE)的研究人员通过用塑料喂养蠕虫并培养其内脏中的微生物,展示了一种加速塑料生物降解的新方法。先前的研究表明,面包虫 - 通常作为宠物食品出售、因其营养价值而被称为"超级蠕虫"的黑甲虫的幼虫能够以塑料为食而存活,因为其肠道中含有能够分解常见类型塑料的细菌。然而,由于进食和虫体维持的速度较慢,将它们用于塑料处理一直不切实际。现在,南洋理工大学的科学家们展示了一种克服这些挑战的方法,他们分离出蠕虫的肠道细菌,利用它们来完成这项工作,而无需大规模繁殖蠕虫。(左起)南洋理工大学研究团队成员包括研究员 Sakcham Bairoliya 博士、曹斌副教授和研究员 Liu Yinan 博士。资料来源:新加坡国立大学南洋理工大学电子工程学院副教授、南洋环境科学与工程学院首席研究员曹斌说:"一只蠕虫一生只能消耗几毫克的塑料,因此可以想象,如果我们要依靠它们来处理塑料垃圾,需要多少蠕虫。我们的方法将蠕虫从等式中剔除,从而消除了这种需求。我们的重点是提高蠕虫肠道中有用微生物的数量,并建立一个能够有效分解塑料的人工'蠕虫肠道'"。这项研究最近发表在《国际环境》杂志上,与南洋理工大学 2025 五年战略计划中促进创新并将研究成果转化为造福社会的实际解决方案的承诺相一致。开发人造蠕虫肠道为了开发他们的方法,南洋理工大学的科学家们给三组超级蠕虫喂食了不同的塑料食物高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)为期 30 天。对照组喂食燕麦片。北大科学家之所以选择这些塑料,是因为它们是世界上最常见的塑料之一,用于食品盒和洗涤剂瓶等日常用品。高密度聚乙烯是一种以抗冲击性强、不易分解而著称的塑料。在这些蠕虫内脏中发现的细菌可以分解塑料。资料来源:南洋理工大学在给蠕虫喂食塑料后,科学家从它们的肠道中提取了微生物组,并将它们放在装有合成营养物和不同类型塑料的烧瓶中培养,形成了人工"蠕虫肠道"。在室温下,让微生物组在烧瓶中生长六周。增加塑料降解细菌科学家们发现,与对照组相比,装有喂食塑料的蠕虫肠道微生物群的烧瓶中,塑料降解菌显著增加。此外,与直接喂给蠕虫的塑料上的微生物相比,在烧瓶中塑料上定植的微生物群落更简单,更适合特定类型的塑料。当微生物群落更简单且针对特定类型的塑料时,在实际应用中就有可能更有效地降解塑料。该研究的第一作者、中欧和东欧环境与工程学院研究员刘一楠博士说:"我们的研究是首次成功尝试从喂食塑料的蠕虫肠道微生物组中培养塑料相关细菌群落。通过将肠道微生物组置于特定条件下,我们能够提高人工'蠕虫肠道'中塑料降解细菌的丰度,这表明我们的方法是稳定的,可以大规模复制。"研究人员说,他们的概念验证为开发利用蠕虫肠道微生物群处理塑料垃圾的生物技术方法奠定了基础。下一步,研究人员希望了解超级蠕虫肠道中的细菌如何在分子水平上分解塑料。了解这一机制将有助于科学家们在未来设计塑料降解细菌群落,从而高效地分解塑料。编译自:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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哈佛和麻省理工学院科学家发现肠道中能破坏胆固醇的微生物

哈佛和麻省理工学院科学家发现肠道中能破坏胆固醇的微生物 研究发现,在胆固醇水平降低的人群中,有多种细菌能代谢胆固醇。肠道微生物群的变化与一系列疾病有关,如 2 型糖尿病、肥胖症和炎症性肠病。现在,麻省理工学院和哈佛大学布罗德研究所以及麻省总医院的一个研究小组发现,肠道中的微生物也可能影响心血管疾病。在发表于《细胞》(Cell)杂志的一项研究中,研究小组确定了在肠道中消耗胆固醇的特定细菌种类,它们可能有助于降低人体内的胆固醇和心脏病风险。拉姆尼克-泽维尔实验室、布罗德代谢组学平台的成员和合作者分析了弗拉明汉心脏研究(Framingham Heart Study)1400 多名参与者的代谢物和微生物基因组。研究小组发现,一种名为"颤螺旋菌"(oscillibacter)的细菌会吸收并代谢周围环境中的胆固醇,肠道中这种微生物含量较高的人胆固醇水平较低。他们还确定了这种细菌可能用来分解胆固醇的机制。这些结果表明,以特定方式操纵微生物组的干预措施有朝一日可能有助于降低人体内的胆固醇。这些发现还为更有针对性地研究微生物组的变化如何影响健康和疾病奠定了基础。泽维尔是布罗德研究所的核心成员、免疫学项目主任和传染病与微生物组项目联合主任。他还是哈佛医学院和麻省总医院的教授。泽维尔实验室的博士后研究员李晨皓和研究科学家马丁-斯特拉扎尔是这项研究的共同第一作者。在过去的十年中,其他研究人员发现了肠道微生物组的组成与心血管疾病因素之间的联系,如人的甘油三酯和餐后血糖水平。但科学家们还无法针对这些联系采取治疗措施,部分原因是他们对肠道内的代谢途径缺乏全面的了解。在这项新研究中,布罗德团队更全面、更详细地了解了肠道微生物对新陈代谢的影响。他们将枪式元基因组测序技术与代谢组学技术相结合,枪式元基因组测序技术能分析样本中所有微生物的DNA,代谢组学技术能测量数百种已知和数千种未知代谢物的水平。他们利用这些工具研究了弗雷明汉心脏研究的粪便样本。斯特拉扎尔说:"项目成果强调了高质量、经过整理的患者数据的重要性。这使我们能够注意到那些非常微妙且难以测量的效果,并直接对其进行跟踪。"这种方法发现了微生物与代谢特征之间的 16000 多种关联,其中有一种关联特别强烈:与缺乏相关属种细菌的人相比,体内有几种颤螺旋菌属细菌的人胆固醇水平较低。研究人员发现,该属细菌在肠道中的数量惊人,平均每 100 个细菌中就有 1 个。研究人员随后想弄清微生物分解胆固醇的生化途径。为此,他们首先需要在实验室中培养这种生物。幸运的是,实验室多年来一直在收集粪便样本中的细菌,为此他们建立了一个独特的菌种库,其中也包括颤螺旋菌。在成功培育出这种细菌后,研究小组利用质谱法确定了细菌中胆固醇代谢最可能产生的副产品。这使他们能够确定细菌降低胆固醇水平的途径。他们发现,细菌将胆固醇转化为中间产物,然后再由其他细菌分解并排出体外。接下来,研究小组利用机器学习模型确定了负责这种生化转换的候选酶,然后在实验室中的某些颤螺旋菌中检测到了这些酶和胆固醇分解产物。研究小组发现了另一种肠道细菌 - 产粪甾醇真杆菌(Eubacterium coprostanoligenes),它也有助于降低胆固醇水平。这种细菌携带一种基因,科学家们此前已经 先前已经证明参与胆固醇代谢。在新的研究中,研究小组发现,Eubacterium 可能与Oscillibacter对胆固醇水平有协同作用,这表明,研究细菌物种组合的新实验可能有助于揭示不同微生物群落如何相互作用影响人类健康。人类肠道微生物组中的绝大多数基因仍未定性,但研究小组相信,他们在确定胆固醇代谢酶方面取得的成功,为发现受肠道微生物影响的其他类似代谢途径铺平了道路,这些代谢途径可以作为治疗靶点。"有许多临床研究试图进行粪便微生物组转移研究,但对微生物之间以及微生物与肠道之间如何相互作用却不甚了解,"李说。"我们希望先退一步,专注于一种特定的微生物或基因,我们就能系统地了解肠道生态学,并提出更好的治疗策略,比如针对一种或几种微生物进行治疗。""由于肠道微生物组中存在大量功能未知的基因,我们预测代谢功能的能力还存在差距,"他补充说。"我们的工作强调了肠道微生物可能改变其他固醇代谢途径的可能性。我们可能会有很多新发现,这些发现将使我们更接近于从机理上理解微生物是如何与宿主相互作用的。"编译自:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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中大研究利用肠道微生物诊断自闭症灵敏度逾九成 香港中文大学医学院研究团队利用肠道微生物,开发精准工具诊断自闭症。研究团队利用非入侵性的测试工具,测试儿童粪便中的肠道微生物,灵敏度高达94%。检测后交给团队化验,一星期内就会有结果。 团队表示,在2021至2023年间,共招募约1600名1至13岁、分别患有自闭症及没有自闭症的儿童,透过收集研究对象的粪便样本,发现自闭症儿童的肠道微生态的发展较迟缓。 团队研发针对自闭症儿童的微生态配方,配方为粉状,可开水饮用。向30名自闭症儿童提供12星期的治疗。初步研究显示,感官敏感及焦虑症状分别舒缓15%及20%,没有不良反应,部分有腹痛的儿童亦得到舒缓。 中大医学院肠道微生物群研究中心主任陈家亮指出,肠道微生物的化学物质会影响大脑运作,肠道微生态失衡与自闭症有关,希望透过调节肠道微生态,有助父母管理孩子的日常情绪问题。 2024-07-11 12:44:00

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《.微生物学 》 简介:研究微小生物的学科,涵盖细菌、病毒、真菌等单细胞或多细胞生物的结构、功能及其生态作用。通过揭示微生物的代谢机制与遗传特性,推动医学(如抗生素与疫苗研发)、农业(生物肥料)及工业(发酵技术)等领域的创新应用。 亮点:在公共卫生(如病原体防控)、环境治理(污染物降解)和生物能源开发中发挥关键作用。分子生物学与基因组学技术加速了微生物资源的挖掘,其跨学科特性串联起化学、医学与环境科学的前沿研究。 标签:#微生物研究 #生命科学基础 #抗生素开发 #基因工程 #公共卫生 #环境治理 链接:

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