合成生物学|重组大肠杆菌生产纳米材料

韩国中央大学和韩国科学技术院的研究人员开发了一种重组大肠杆菌，并用它生物合成了包含元素周期表上35种元素的60种纳米材料，其中33种属于首次合成的新型纳米材料。

　　

纳米材料被广泛地应用于各个领域，包括半导体材料、先进太阳能电池、生物医学材料等其他材料。

在博士生Yoojin Choi、副教授Doh Chang Lee和教授Sang Yup Lee、副教授Tae Jung Park的带领下，这项研究以“Recombinant Escherichia coli as a biofactory for various single- and multi-element nanomaterials”为题，发表于《PNAS》。

本研究报道了一种重组大肠杆菌菌株构建，该菌株可以共表达金属硫蛋白和植物螯合肽合成酶。随后，这种工程大肠杆菌利用元素周期表中的35个单元素底物或多元素底物生产出了一大批纳米材料。

研究人员利用电位/pH图预测纳米材料的可生产性和结晶度来分析它们的生物合成条件。然后在不同还原电势（reduction potential，Eh）和pH值水平下，预测纳米材料生物合成所需的单元素的稳定化学形式。基于电位/pH图分析，反应初始pH值从6.5变为7.5，结果导致了种类繁多的、前所未有的晶体纳米材料的生物合成。

避免化学和物理处理，在温和条件下生物合成纳米材料，这项研究触发了生物系统生产各种各样纳米材料的潜力，同时，也为理解晶体和非晶体纳米材料生物合成机理差异打下了基础。

Lee教授说：“环保的、可持续的纳米材料生产方法不仅与化学和物理方法改进有关，还涉及合成生物。我们的研究项目实现了大规模新型纳米材料生物合成设计，该策略将有助于进一步开拓纳米材料的多样化组合生产。”

原文检索：Yoojin Choi, Tae Jung Park, Doh C. Lee, and Sang Yup Lee. Recombinant Escherichia coli as a biofactory for various single and multi-element nanomaterials, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS).

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（生物通：伍松）