共生培养开启工程生命材料新方向

康普茶（Kombucha，又名红茶菌）是通过光滑、凝胶状的细菌和酵母的共生培养物（symbiotic culture of bacteria and yeast，SCOBY）发酵出茶和糖，使其拥有泡沫般的味道。受此启发，英国帝国理工学院的研究人员通过快速、简便的方法来生产由细菌纤维素和工程酵母制成的生物传感器材料，这种可持续材料可以用于检测病原体、降解污染物和净化水质。该研究发表在2021年1月11日的Nature Materials上。

该研究属于新兴的工程生命材料（engineered living materials，ELMs）领域，是合成生物学与材料工程的结合，将不同细胞或生物体的复杂群落结合起来，创造结构材料，通过编程来完成产生分子、感知毒素和吞噬污染物等任务。

研究者将酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）和根瘤菌（Komagataeibacter rhaeticus）共培养，这种细菌产生的纤维素可以形成坚固的薄膜，可用于伤口敷料和化妆品中。在这个人工合成的SCOBY中，细菌产生的薄膜可以支撑酵母及其分泌酶，酵母分泌的蛋白质还可以促进膜的生长。研究人员对SCOBY进行功能改造：一种SCOBY暴露在蓝光下时酵母分泌荧光蛋白质；一种SCOBY含有一种菌株，在环境污染物雌二醇的存在时表达一种降解激素的酶；一种SCOBY对酵母进行修饰，可以检测多种污染物、蛋白质和生物标志物，并用于污染修复。

目前大规模生产ELMs仍然是一个挑战。利用酵母菌和细菌的协同作用来制造混合生物材料，在生物传感和生物催化方面都具有很好的应用前景。目前，SCOBY可以脱水保存四个月，补水后即可使用，也可以通过添加聚合物来延长材料的使用寿命。

孙裕彤 吴晓燕 编译自https://cen.acs.org/materials/biomaterials/Kombucha-inspires-engineered-living-materials/99/i3

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41563-020-00857-5

原文标题：Living materials with programmable functionalities grown from engineered microbial co-cultures