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          William & Mary

          W&M iGEM team develops biofilms for materials made of living cells

          • Group photo of the 2019 iGEM team in the lab
            与团队见面:  从左至右依次为:朱莉娅城市'21,亚当奥利弗'21,埃利亚斯nafziger '22,sanjana challa '22,香溢芳'21和beteel阿布 - ageel '22。无图:寒秋鹏'20,周慧敏朱'20和安娜Isler的'22。  照片由阿德里安娜贝拉尔
          • Photo showing biofilms that developed distinct patterns when exposed to blue light.
            初具雏形:  这张照片在实验室在当暴露于蓝光所开发不同的模式夏天节目生物膜拍摄。在板的中间的孔中不暴露于蓝色光,因此缺乏图案化的生物膜。  礼貌照片
          照片 - 的 -

          在材料科学的下一件大事可能已经在这里 - 和它堵塞你的花洒。

          “Next time you take a look at the gunk in there, think ‘biofilm’ and think ‘the future of material engineering,’” said Margaret Saha, Chancellor Professor of Biology at William & Mary.

          生物膜是今年的重点是 W&M iGEM team - 该缩写代表国际遗传工程机器。该组学生正准备为连续第六年全球最大的合成生物学竞赛竞争。萨哈先后担任IGEM指导老师全部六年。

          今年他们的目标是打造而成的一种工程生物膜的生活,可编程的涂层。事情是活通常不可编程的,但毕竟是IGEM是所有关于什么。每个团队IGEM接收生物砖块的起动试剂盒,生物分子组分的分类可以被组装成生物电路,就像一个电气工程师组装电阻和二极管成电路。

          在今年夏天,该小组开发的方式来使用生物砖块和他们旨在建立生物系统和在活细胞中操作这些其他新的部件。今年,他们计划利用工程生物膜作为生活的生物材料的基础。 

          该团队主要是一直与 即大肠杆菌 并开发了一个强大的,可编程的工具包 即大肠杆菌 生物膜。他们还与分枝杆菌的工作,目的是使这一物种基于生物膜材料了新的底盘。

          这是不小的任务。生物膜必须是足够强的是有用的在各种各样的应用,如金属涂覆或敷裹伤口,并且它必须是足够驯服逗留在其被放置。

          “控制是该项目的一个重要方面,说:”朱莉娅城市'21,谁充当联合队长为球队。 “如果你正在使用在现实世界中这种物质,它是一个活的有机体,你最好能够控制它。”

          该团队已经创建时受到蓝光,将采取上定义的模式生物膜。例如,他们预计蓝光的星形形式和生物膜了投影恒星的精确形状。它们编码的基因的细菌生物膜内以表达粘附蛋白,或表型,即由当暴露于光的特定波长的细胞形成的图案。

          “我们有空间控制的这个水平,”城市说。除了城市,队员们亚当奥利弗'21,香溢芳'21,beteel阿布 - ageel '22,sanjana challa '22,埃利亚斯nafziger '22,寒秋鹏'20,周慧敏朱'20和安娜Isler的'22 。

          The W&M project will be judged against other projects from major research institutions throughout the world at the iGEM Giant Jamboree starting Oct. 31 in Boston. The winner will take home what’s been called the “World Cup of Science.”

          It’s a championship title the university has claimed before. A William & Mary team won the iGEM Grand Prize in 2015, was first runner-up in 2017 and has medaled in all of the iGEM competitions they’ve entered.

          比赛要求学生工程师,化学家,生物学家,数学家和计算机科学家的一次。它的科学是如何在21世纪完成的 - 型团队,多学科的,定量和专注于寻找解决困难的问题的解决方案。 

          This year's team is comprised of students majoring in Kinesiology & Health Sciences, Biology, Mathematics, Computer Science and Computational & Applied Mathematics & Statistics (CAMS). And they're aiming higher than a win at the Giant Jamboree.

          The blue light experiment was just the beginning, Urban explained. A team of researchers at Stanford recently engineered bacteria into an optically responsive, patterned biofilm. The W&M iGEM team successfully replicated that experiment in the lab and saw how they could improve the results. They decided to take it a step further and engineer a biofilm that can withstand life beyond the lab.

          “我们的项目开始使用这种结构我们从斯坦福大学生物工程师了,但我们早就知道他们使用形成弱生物膜蛋白中发现。它不是足够强大,”城市说。 “我们项目的一个重点是发展粘蛋白,称为粘附的图书馆,让影片更强大,所以它适用于现实世界的应用。”

          该项目的另一面一直在开发的方式来模式生物膜,使它们内部的细菌可以将起来,执行不同的任务。生物膜是指细菌群落和它们内部形成细胞外基质,共队长翔芳说明。生物膜可以被图案化,使得在它们中的细菌划分并执行各种任务。 

          “这是劳动分工的一种形式,”城市说。 “你可以有不同的事情在同一时间在生物膜回事。如果我们试图模仿现实生活系统,如利用生物膜的补丁愈合的伤口,就需要能够对这一过程的不同方面的回应。”

          瓜分蜂窝劳动的主要振作是一个簇可以负责维护,说明共队长亚当奥利弗。图案将有可能使生物膜回应信号,影片正在减弱和工作中的细菌进行修复。

          “如果你想想看,所有的材料都只是化学品,”奥利弗说。 “您创建的材料,并随着时间的推移,它侵蚀掉。但生活物资能够自我修复和自我复制。我们习惯了的想法,你必须更换金属涂层,但如果你有这些生物膜材料,他们可能只是自我修复。”

          城市,谁是去年的IGEM团队与奥利弗和方一起,说,在巨大的来意担任主讲人提出,保持与她今天的注释。他预计他的办公桌上的照片。有一台电脑,智能手机,并在其顶部的室内植物。他要求观众找出最先进的技术,在照片上。

          “这家工厂,”城市说。 “活有机体总是能够在某种程度上做多和应对环境,您的计算机不会。如果它被打破,它可以自我修复。我认为这是未来。”

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