TIN MỚI
Các kỹ sư tại MIT (Massachusetts Institute of Technology) và Đại học Hoàng gia London đã phát triển một phương pháp mới để tạo ra các vật liệu cứng, có chức năng sử dụng hỗn hợp vi khuẩn và nấm men tương tự như "mẹ kombucha" được sử dụng để lên men trà.
Bằng cách sử dụng hỗn hợp này, còn được gọi là SCOBY (nuôi cấy cộng sinh giữa vi khuẩn và nấm men), các nhà nghiên cứu có thể tạo ra cellulose được gắn với các enzym có thể thực hiện nhiều chức năng chẳng hạn như nhận biết các chất ô nhiễm môi trường. Các kỹ sư cũng cho thấy rằng họ có thể kết hợp nấm men trực tiếp vào vật liệu, tạo ra "vật liệu sống" có thể được sử dụng để làm sạch nước hoặc tạo ra vật liệu đóng gói "thông minh" có thể phát hiện đồ hỏng hóc.
Timothy Lu - phó giáo sư kỹ thuật điện, khoa học máy tính và kỹ thuật sinh học của MIT cho biết: “Chúng tôi thấy trước một tương lai, nơi các vật liệu đa dạng có thể được sản xuất tại nhà hoặc trong các cơ sở sản xuất địa phương bằng cách ứng dụng sinh học thay vì sản xuất tập trung cần sử dụng nhiều tài nguyên.”
Con đường tìm ra phương pháp hiệu quả
Vài năm trước, phòng thí nghiệm của phó giáo sư Lu đã phát triển một cách sử dụng vi khuẩn E.coli để tạo ra các màng sinh học được gắn với các vật liệu như dây nano vàng. Tuy nhiên do chúng rất nhỏ và mỏng nên khó sử dụng trong hầu hết các ứng dụng quy mô lớn. Trong nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã tìm ra cách sử dụng vi khuẩn để tạo ra số lượng lớn các vật liệu quan trọng hơn.
Họ đã nghĩ đến việc tạo ra một quần thể vi khuẩn tương tự như mẹ kombucha - một hỗn hợp của một số loại vi khuẩn và nấm men. Các “nhà máy lên men” này thường chứa một loài vi khuẩn và một hoặc nhiều loài nấm men sản xuất ra etanol, xenluloza và axit axetic, mang lại hương vị đặc biệt cho trà kombucha.
Sử dụng vi khuẩn và nấm men tương tự như những loại được tìm thấy trong kombucha, các kỹ sư của MIT có thể tạo ra “vật liệu sống”.
Hầu hết các chủng nấm men hoang dã được sử dụng để lên men rất khó biến đổi gen. Vì vậy các nhà nghiên cứu đã thay thế chúng bằng một chủng nấm men trong phòng thí nghiệm có tên là Saccharomyces cerevisiae. Họ đã kết hợp nấm men với một loại vi khuẩn có tên là Komagataeibacter rhaeticus được phân lập từ một mẹ kombucha bởi các cộng tác viên của Đại học Hoàng gia London. Loài này có thể tạo ra một lượng lớn cellulose.
Bởi vì các nhà nghiên cứu đã sử dụng một chủng nấm men trong phòng thí nghiệm nên họ có thể tạo ra các tế bào để thực hiện bất kỳ công việc nào mà nấm men trong phòng thí nghiệm có thể làm, chẳng hạn như sản xuất các enzym phát sáng trong bóng tối hoặc nhận biết các chất ô nhiễm trong môi trường. Men cũng có thể được “lập trình” để có thể phân hủy các chất ô nhiễm sau khi phát hiện ra chúng.
Các nhà nghiên cứu nâng một tấm vật liệu của họ, một loại cellulose cứng có thể được gắn với các enzym hoặc tế bào sống.
Các nhà nghiên cứu đã thiết kế hệ thống của mình giúp họ có thể kiểm soát xem bản thân nấm men, hay chỉ là các enzym mà chúng tạo ra có được kết hợp vào cấu trúc cellulose hay không. “Vật liệu” này chỉ mất vài ngày để phát triển. Nếu thời gian đủ lâu, nó có thể dày lên và chiếm một không gian rộng có diện tích lớn bằng bồn tắm.
Tiến sĩ Tang cho biết: “Chúng tôi nghĩ rằng đây là một hệ thống tốt, rất rẻ và rất dễ sản xuất với số lượng rất lớn, nhiều hơn ít nhất một nghìn lần so với hệ thống E.coli."
Trà - nguyên liệu chính nuôi dưỡng nấm men
Để chứng minh tiềm năng việc nuôi cấy vi khuẩn mà họ gọi là “Syn-SCOBY”, các nhà nghiên cứu đã tạo ra một vật liệu kết hợp nấm men. Trong một phiên bản khác, họ sử dụng một chủng nấm men tạo ra một loại protein phát sáng gọi là luciferase khi tiếp xúc với ánh sáng xanh. Những loại men này có thể được hoán đổi cho các chủng khác để phát hiện ra các chất ô nhiễm, kim loại hoặc mầm bệnh khác.
Môi trường nuôi cấy có thể tương tự như môi trường nuôi cấy nấm men bình thường mà các nhà nghiên cứu đã sử dụng cho hầu hết các nghiên cứu của họ. Ngoài ra, các nhà nghiên cứu cũng cho biết thêm rằng loại nấm men này có thể phát triển trong trà có đường.
Tiến sĩ Tang cho biết rằng: “Khá nhiều người có thể làm điều này trong nhà bếp của họ hoặc tại nhà. Bạn không cần phải là một chuyên gia mà chỉ cần có các nguyên liệu bao gồm đường, trà để cung cấp chất dinh dưỡng và một vật liệu không thể thiếu là một miếng Syn-SCOBY.”
Nghiên cứu này được tài trợ một phần bởi Văn phòng Nghiên cứu Quân đội Mỹ, Viện Công nghệ nano của MIT và Quỹ Hạt giống MIT- Đại học Hoàng gia London. Bên cạnh đó, Tiến sĩ Tang cũng được hỗ trợ bởi MIT J-WAFS Fellowship.
Theo MIT News
Mẹo "giải cứu" đồ ăn thừa sau Tết: Phở gà, bún trộn, xôi xéo... phiên bản nhà làm ngon hơn ăn hàng, đơn giản ai cũng làm được
Theo Doanh nghiệp và Tiếp thị
Link bài gốc: Từ loại trà bất tử kombucha, các kỹ sư MIT đã tạo ra "vật liệu sống" có thể được sử dụng để làm sạch nước, phát hiện ra các chất ô nhiễm, kim loại hoặc mầm bệnh khác
Các kỹ sư tại MIT (Massachusetts Institute of Technology) và Đại học Hoàng gia London đã phát triển một phương pháp mới để tạo ra các vật liệu cứng, có chức năng sử dụng hỗn hợp vi khuẩn và nấm men tương tự như "mẹ kombucha" được sử dụng để lên men trà.
Bằng cách sử dụng hỗn hợp này, còn được gọi là SCOBY (nuôi cấy cộng sinh giữa vi khuẩn và nấm men), các nhà nghiên cứu có thể tạo ra cellulose được gắn với các enzym có thể thực hiện nhiều chức năng chẳng hạn như nhận biết các chất ô nhiễm môi trường. Các kỹ sư cũng cho thấy rằng họ có thể kết hợp nấm men trực tiếp vào vật liệu, tạo ra "vật liệu sống" có thể được sử dụng để làm sạch nước hoặc tạo ra vật liệu đóng gói "thông minh" có thể phát hiện đồ hỏng hóc.
Timothy Lu - phó giáo sư kỹ thuật điện, khoa học máy tính và kỹ thuật sinh học của MIT cho biết: “Chúng tôi thấy trước một tương lai, nơi các vật liệu đa dạng có thể được sản xuất tại nhà hoặc trong các cơ sở sản xuất địa phương bằng cách ứng dụng sinh học thay vì sản xuất tập trung cần sử dụng nhiều tài nguyên.”
Con đường tìm ra phương pháp hiệu quả
Vài năm trước, phòng thí nghiệm của phó giáo sư Lu đã phát triển một cách sử dụng vi khuẩn E.coli để tạo ra các màng sinh học được gắn với các vật liệu như dây nano vàng. Tuy nhiên do chúng rất nhỏ và mỏng nên khó sử dụng trong hầu hết các ứng dụng quy mô lớn. Trong nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã tìm ra cách sử dụng vi khuẩn để tạo ra số lượng lớn các vật liệu quan trọng hơn.
Họ đã nghĩ đến việc tạo ra một quần thể vi khuẩn tương tự như mẹ kombucha - một hỗn hợp của một số loại vi khuẩn và nấm men. Các “nhà máy lên men” này thường chứa một loài vi khuẩn và một hoặc nhiều loài nấm men sản xuất ra etanol, xenluloza và axit axetic, mang lại hương vị đặc biệt cho trà kombucha.
Sử dụng vi khuẩn và nấm men tương tự như những loại được tìm thấy trong kombucha, các kỹ sư của MIT có thể tạo ra “vật liệu sống”.
Hầu hết các chủng nấm men hoang dã được sử dụng để lên men rất khó biến đổi gen. Vì vậy các nhà nghiên cứu đã thay thế chúng bằng một chủng nấm men trong phòng thí nghiệm có tên là Saccharomyces cerevisiae. Họ đã kết hợp nấm men với một loại vi khuẩn có tên là Komagataeibacter rhaeticus được phân lập từ một mẹ kombucha bởi các cộng tác viên của Đại học Hoàng gia London. Loài này có thể tạo ra một lượng lớn cellulose.
Bởi vì các nhà nghiên cứu đã sử dụng một chủng nấm men trong phòng thí nghiệm nên họ có thể tạo ra các tế bào để thực hiện bất kỳ công việc nào mà nấm men trong phòng thí nghiệm có thể làm, chẳng hạn như sản xuất các enzym phát sáng trong bóng tối hoặc nhận biết các chất ô nhiễm trong môi trường. Men cũng có thể được “lập trình” để có thể phân hủy các chất ô nhiễm sau khi phát hiện ra chúng.
Các nhà nghiên cứu nâng một tấm vật liệu của họ, một loại cellulose cứng có thể được gắn với các enzym hoặc tế bào sống.
Các nhà nghiên cứu đã thiết kế hệ thống của mình giúp họ có thể kiểm soát xem bản thân nấm men, hay chỉ là các enzym mà chúng tạo ra có được kết hợp vào cấu trúc cellulose hay không. “Vật liệu” này chỉ mất vài ngày để phát triển. Nếu thời gian đủ lâu, nó có thể dày lên và chiếm một không gian rộng có diện tích lớn bằng bồn tắm.
Tiến sĩ Tang cho biết: “Chúng tôi nghĩ rằng đây là một hệ thống tốt, rất rẻ và rất dễ sản xuất với số lượng rất lớn, nhiều hơn ít nhất một nghìn lần so với hệ thống E.coli."
Trà - nguyên liệu chính nuôi dưỡng nấm men
Để chứng minh tiềm năng việc nuôi cấy vi khuẩn mà họ gọi là “Syn-SCOBY”, các nhà nghiên cứu đã tạo ra một vật liệu kết hợp nấm men. Trong một phiên bản khác, họ sử dụng một chủng nấm men tạo ra một loại protein phát sáng gọi là luciferase khi tiếp xúc với ánh sáng xanh. Những loại men này có thể được hoán đổi cho các chủng khác để phát hiện ra các chất ô nhiễm, kim loại hoặc mầm bệnh khác.
Môi trường nuôi cấy có thể tương tự như môi trường nuôi cấy nấm men bình thường mà các nhà nghiên cứu đã sử dụng cho hầu hết các nghiên cứu của họ. Ngoài ra, các nhà nghiên cứu cũng cho biết thêm rằng loại nấm men này có thể phát triển trong trà có đường.
Tiến sĩ Tang cho biết rằng: “Khá nhiều người có thể làm điều này trong nhà bếp của họ hoặc tại nhà. Bạn không cần phải là một chuyên gia mà chỉ cần có các nguyên liệu bao gồm đường, trà để cung cấp chất dinh dưỡng và một vật liệu không thể thiếu là một miếng Syn-SCOBY.”
Nghiên cứu này được tài trợ một phần bởi Văn phòng Nghiên cứu Quân đội Mỹ, Viện Công nghệ nano của MIT và Quỹ Hạt giống MIT- Đại học Hoàng gia London. Bên cạnh đó, Tiến sĩ Tang cũng được hỗ trợ bởi MIT J-WAFS Fellowship.
Theo MIT News
Mẹo "giải cứu" đồ ăn thừa sau Tết: Phở gà, bún trộn, xôi xéo... phiên bản nhà làm ngon hơn ăn hàng, đơn giản ai cũng làm được
Theo Doanh nghiệp và Tiếp thị
Link bài gốc: Từ loại trà bất tử kombucha, các kỹ sư MIT đã tạo ra "vật liệu sống" có thể được sử dụng để làm sạch nước, phát hiện ra các chất ô nhiễm, kim loại hoặc mầm bệnh khác
