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生物银行:让小生命展示大身手

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2020-03-08浏览次数:1798

最近,细菌已经缺货,订单厚度为2厘米。中国综合微生物培养物收集与管理中心(CGMCC)高级工程师辛玉华最近在接受《中国科学报》采访时表示,她所称的细菌称为粪产碱菌(Alcaligenes faecalis)。自河北科技大学副教授韩春雨申请以来,细菌因基因组编辑技术NgAgo-gDNA而闻名,在保鲜室内已经睡了20年的古菌也随之而来。

据报道,该菌株于1996年由中国科学院微生物研究所老主任周培玉从苏格兰交换到中国。它首先从肯尼亚的马加迪湖分离出来。这种细菌只是CGMCC保存的数千种微生物中的一种。通常,它们通过真空冷冻干燥或在-190℃左右的液氮超低温冷冻处于休眠状态,其中一些甚至在冷藏室中睡了半个多世纪。但是,一旦有需求,他们就会被唤醒并投入工作。

“CGMCC就像一个'生物银行'。通过整合每个人的力量,我们收集研究中获得的各种微生物菌株,并将其功能转化为生物技术,为社会服务。“微生物学研究所副所长董秀珠,《中国科学报》记者说。

生活的“银行”

据报道,目前的CGMCC保留了超过5700种微生物资源和超过50,000个植物。根据存款,它们可分为公共,非公开和专利程序。 “如果我们看一下专利微生物矿床的数量,我们的储量已超过10,000,排名世界第二。”辛玉华说。

与其他知识产权专利不同,微生物是唯一可以受专利保护的生命形式。在过去几年中,中国专利微生物的年增长率一直位居世界第一。如果增加武汉大学CCTCC的数据,我国在78个《国际承认用于专利程序的微生物保存布达佩斯条约》签约国的保存数量仅次于美国。

“CGMCC是一个公益组织,一株细菌只需500-1000元,不仅物美价廉,而且质量有保证。”东秀珠说。否则,如果研究人员自己分离细菌,如果它们不被国际认可就会引起麻烦。与此同时,新的微生物物种需要在国际期刊上发表之前进行权威鉴定和保存,CGMCC具有这种权威性。

该中心确保微生物不会死亡,污染和退化。以放线菌为例,董秀珠说,临床上使用的抗生素中有70%来自微生物中的放线菌,这些生物最害怕传播,因为反复传代会退化。该中心保存了7000多种处于良好状态的放线菌。

战略宝藏

关于保存细菌的意义,东秀珠向记者讲述了一个故事。聚合酶链式反应(PCR),如“DNA复印机”,可以在体外扩增DNA,这对分子生物学具有划时代的意义。美国生物化学家凯利穆利斯因发明这项技术而获得诺贝尔奖。但是首先使用的大肠杆菌DNA聚合酶Mullis不耐热,并且必须在每个循环中重新添加,这非常麻烦。后来,他发现嗜热微生物从美国生物保护中心产生了热稳定的Taq酶,这使得PCR被广泛使用。

目前,CGMCC已经收集了中国80%的微生物物种(高致病性细菌除外)。随着知识的积累,许多微生物被“唤醒”,并在各个领域展示自己的技能。

例如,抗癌药物紫杉醇来自生长缓慢的紫杉,但如果将基因置于微生物中以产生蛋白质并且合成药物,则可以快速大量生产;汽车轮胎的生产需要大量的橡胶树,微生物学研究人员在CGMCC中发现了相应的微生物前体;研究人员还对可用于各种禾本科植物的绿色贮藏饲料真菌进行筛选和制备,促进了西部几省畜牧业的发展。

此外,CGMCC还创建了一个由医生领导的技术团队。 “他们管理的时间有一半,在一半的时间里做研究,不断完善保鲜技术,满足日益增长的科研需求。”董秀柱说。因此,许多国家的微生物项目直接落到了中心。例如,环境保护部指定CGMCC作为进口环境细菌的鉴定部门。国家质检总局和中国海关还在技术层面与中心合作,建立了国家检疫真菌检测标准。

支持未来发展

今年5月,美国宣布推出“国家微生物组计划”,这是继2012 - 2014年美国投资9.22亿美元微生物研究后的又一重大举措。目前,在微生物研究所科学家的倡导下,中国正在推进微生物研究计划,以在国际微生物学领域的战略高地进行竞争。董秀柱认为,CGMCC将发挥更大的支持作用。 “微生物资源是生物技术创新的重要来源。未来,微生物资源保护必须得到保证。如果失去,它将不会累积数代,”她认真地说。

“到目前为止,地球上99%的微生物都不知道如何种植。”董秀珠说:“只有经过培训,你才能知道他们适合什么样的环境,可以做什么,使用它,所以未来的发展空间非常大。”

好消息是,目前中国每年的专利微生物菌株收集量已达到每年4位数。不仅如此,2011年,世界微生物数据中心(WDCM)作为中国生命科学的第一个世界数据中心,从日本落户日本,也反映了中国在微生物学研究领域的竞争优势。

但是,中国生物防腐设备的发展仍然存在缺陷。作为全国最先进的微生物资源服务中心,CGMCC拥有世界一流的实验设备。然而,记者在实验室看到了氨基酸分析仪,紫外可见分光光度计和变性高效液相色谱仪等高端设备。所有产品均在德国,美国,日本生产,并且仅在国内生产低端设备,如普通冰箱,电磁炉和色谱仪。 “我们的工业制造确实需要升级,否则如何竞争?”辛玉华说,中国目前需要在研究设备上进行自主创新。