土壤仿生材料調(diào)理微生態(tài)

最新研究成果表明，“吃土”也能調(diào)節(jié)腸道微生物組和治療腸炎。該成果在生物制造和生物醫(yī)藥領(lǐng)域具有應(yīng)用潛力。

該研究團(tuán)隊(duì)介紹，受土壤組分啟發(fā)，科研團(tuán)隊(duì)通過人工合成方法構(gòu)建的由蒙脫土（天然土壤成分，俗稱“觀音土”）、淀粉顆粒和液態(tài)金屬三種組分組成的土壤仿生材料，具有調(diào)控微生物功能特質(zhì)。這一具有響應(yīng)性和調(diào)節(jié)性功能的新材料，不僅能提高微生物合成化學(xué)品的效率，還能調(diào)節(jié)腸道菌群失調(diào)、恢復(fù)腸道微生態(tài)。

自然環(huán)境中的微生物群落，是一個(gè)重要但未被充分研究的領(lǐng)域。土壤被公認(rèn)是地球系統(tǒng)生物多樣性最為復(fù)雜和豐富的環(huán)境。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每克土壤中微生物數(shù)量可達(dá)上百億個(gè)、種類可達(dá)上百萬(wàn)種，有成千上萬(wàn)菌落、超200 米菌絲。土壤中原核生物的多樣性比自然界中其他生物物種總和要大三個(gè)數(shù)量級(jí)。

受土壤結(jié)構(gòu)及組成成分的啟發(fā)，科研團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種新的土壤仿生材料，并構(gòu)建了一種化學(xué)系統(tǒng)，可以讓“加入”該化學(xué)系統(tǒng)的微生物定植，通過物理刺激方法將想要傳遞的信息發(fā)送給該團(tuán)體中的微生物，原本“清閑”的微生物接收到信息后便可進(jìn)行創(chuàng)新性工作。

從自然界中無(wú)機(jī)和有機(jī)結(jié)合的思考，到創(chuàng)新性地將隨處可見的土壤應(yīng)用到科學(xué)研究中，仿照土壤結(jié)構(gòu)將材料與微生物更好結(jié)合，這是科研團(tuán)隊(duì)在材料領(lǐng)域的又一創(chuàng)新突破。那么如何證實(shí)研究成果對(duì)腸道微生物具有調(diào)節(jié)作用？

科研團(tuán)隊(duì)建立了一個(gè)腸道微生物發(fā)生紊亂的小鼠模型。小鼠吃掉科研團(tuán)隊(duì)開發(fā)的土壤仿生材料后，其紊亂的腸道微生物菌群有所恢復(fù)，并重建生態(tài)模型。科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)該材料可以用于治療葡聚糖硫酸鈉誘導(dǎo)形成的急性腸炎，證實(shí)對(duì)腸道微生物群具有調(diào)節(jié)功能，說(shuō)明“吃土”可以治療腸道疾病。該研究成果促進(jìn)了微生物的生長(zhǎng)，并提高微生物合成生物基化學(xué)品效率，調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)，從而達(dá)到治療腸道疾病的目的。