2018/12/19
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3D打印和基因工程将生物膜带入生活
细菌生物膜可以形成新的生物材料系统的基础，具有从荧光到定制化学活性的一系列可调特性。由上海科技大学钟超领导的研究人员合作开展的工作，利用枯草芽孢杆菌淀粉样纤维的天然分泌物进行3D打印，生产出定制的纳米级生物材料。
枯草芽孢杆菌通过称为tapA-sipW-tasA操纵子的严格控制的基因簇分泌淀粉样蛋白纤维来产生生物膜。TapA使TasA蛋白的细胞外组装成核，以产生淀粉样蛋白纳米纤维，使生物膜具有结构完整性。通过对TasA蛋白进行遗传修饰，研究人员能够将功能性化学基团引入由细菌排泄的TasA纤维上。因此，细菌膜可以设计成用作功能性生物材料。
材料特性由基因工程控制。
特别是，他们能够设计细菌以将含有酶功能基团的纤维分泌成无害产品。他们还能够将多种细菌菌株生产的生物膜结合起来，使其能够对农药对氧磷进行两步降解，从而展示了设计环保和高效功能材料的潜力。
除了展示生物膜的功能外，研究人员还研究了它们作为材料的可加工性。生物膜的粘弹性使其成为打印的理想选择。修饰分泌酶上的官能团不会妨碍生物膜的可加工性，甚至允许研究人员调整其3D打印应用的粘弹性。
最后，作者表明，他们的生物材料在打印后可以自我再生，并保持其初始打印形状以及它们的粘弹性和功能特性。此外，细菌可以结合到它们的纤维上而不影响生物膜生长或细胞活力。它们在没有补充营养的情况下可以存活五周，因此非常适合许多应用。
打印无限想象
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