极地动物教我们如何冷冻保存细菌

极地鱼类的生存机制让英国华威大学的研究人员开发出一种新方法来冷冻细菌。这种新技术有望从根本上改善人体组织的存储和运输。

　　

华威大学化学系和华威医学院的研究人员近日开发出一种新方法，利用极地生物中的天然抗冻蛋白来冷冻保存各种细菌。他们发现这种蛋白模拟物能够减慢冰晶的形成，并防止冰晶破坏细菌细胞。

这种新颖的方法前不久发表在《Biomacromolecules》杂志上。它有望应用于生命科学研究中各种细菌的保存以及食品行业、器官运输和医学。文章的通讯作者是华威大学的Matthew I. Gibson教授。

细菌被广泛应用在各个领域，包括食品加工（如酸奶和益生菌）、药物生产（如胰岛素）和酶的生产（如洗衣粉中的酶制剂）。当然，它们也是科研实验室中的主力军，被用于基因克隆和表达以及各种机制的研究。

对世界各地的实验室而言，保存细菌的传统方法都是在细菌中添加甘油，以减少低温冷冻对细胞的损伤。不过在解冻后，并非所有细菌都能复苏，并且需要去除细菌中的甘油，才能让细菌恢复生长。

Gibson教授领导的研究团队此次开发出一种冷冻保存的新方法。他们是从生活在地球最冷地区的鱼类身上得到了启发。一些鱼类之所以能够在异常寒冷的地区生存下来，是因为它们产生了抗冻蛋白。

于是，研究人员合成了模拟这些蛋白的聚合物，证明它们能够发挥同样的作用。他们将两种聚合物混合后加入细菌，以减少冷冻过程中的冰晶形成。与传统的方法相比，解冻后大肠杆菌的产量高出4倍，且最低只需要1%的添加剂。

研究人员表示，对细菌的保护不仅与抑制冰晶有关，而且聚合物的毒性相对甘油显著降低。他们认为，这将改变微生物的冷冻保存方式，有望应用在食品行业、器官运输和医学领域。（生物通 薄荷）

原文检索

Ice Recrystallization Inhibiting Polymers Enable Glycerol-Free Cryopreservation of Microorganisms

Biomacromolecules, Article ASAP
DOI: 10.1021/acs.biomac.8b00660