華威大學(xué)化學(xué)系和華威醫(yī)學(xué)院的研究人員近日開發(fā)出一種新方法，利用極地生物中的天然抗凍蛋白來(lái)冷凍保存各種細(xì)菌。他們發(fā)現(xiàn)這種蛋白模擬物能夠減慢冰晶的形成，并防止冰晶破壞細(xì)菌細(xì)胞。

這種新穎的方法前不久發(fā)表在《Biomacromolecules》雜志上。它有望應(yīng)用于生命科學(xué)研究中各種細(xì)菌的保存以及食品行業(yè)、器官運(yùn)輸和醫(yī)學(xué)。文章的通訊作者是華威大學(xué)的Matthew I. Gibson教授。

細(xì)菌被廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，包括食品加工（如酸奶和益生菌）、藥物生產(chǎn)（如胰島素）和酶的生產(chǎn)（如洗衣粉中的酶制劑）。當(dāng)然，它們也是科研實(shí)驗(yàn)室中的主力軍，被用于基因克隆和表達(dá)以及各種機(jī)制的研究。

對(duì)世界各地的實(shí)驗(yàn)室而言，保存細(xì)菌的傳統(tǒng)方法都是在細(xì)菌中添加甘油，以減少低溫冷凍對(duì)細(xì)胞的損傷。不過(guò)在解凍后，并非所有細(xì)菌都能復(fù)蘇，并且需要去除細(xì)菌中的甘油，才能讓細(xì)菌恢復(fù)生長(zhǎng)。

Gibson教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)此次開發(fā)出一種冷凍保存的新方法。他們是從生活在地球最冷地區(qū)的魚類身上得到了啟發(fā)。一些魚類之所以能夠在異常寒冷的地區(qū)生存下來(lái)，是因?yàn)樗鼈儺a(chǎn)生了抗凍蛋白。

于是，研究人員合成了模擬這些蛋白的聚合物，證明它們能夠發(fā)揮同樣的作用。他們將兩種聚合物混合后加入細(xì)菌，以減少冷凍過(guò)程中的冰晶形成。與傳統(tǒng)的方法相比，解凍后大腸桿菌的產(chǎn)量高出4倍，且最低只需要1%的添加劑。

研究人員表示，對(duì)細(xì)菌的保護(hù)不僅與抑制冰晶有關(guān)，而且聚合物的毒性相對(duì)甘油顯著降低。他們認(rèn)為，這將改變微生物的冷凍保存方式，有望應(yīng)用在食品行業(yè)、器官運(yùn)輸和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。