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  在自然界中存在多種嗜油菌株，如解脂耶氏酵母（Yarrowia lipolytica），它們可以利用疏水性底物作為唯一碳源進行生長、代謝和繁殖。近年來，隨著合成生物學的發展，解脂耶氏酵母已被廣泛用于降解含油食物垃圾、處理石油污染的土壤、發酵生產高價值的化學品。微生物包埋技術可為它們提供物理保護，從而提高其穩定性、重復利用性，以及增加它們在生物反應器中的密度。然而，當前包埋微生物的材料均為親水性材料，無法發揮解酯耶氏酵母的獨特性質。同時，在混菌發酵體系中，利用親水材料包埋解酯耶氏酵母難以避免與其他菌株進行底物競爭。

  此研究受到解酯耶氏酵母可攝取長鏈烷烴作為碳源的啟發，選用一系列化學結構相似但具有不同側鏈長度的甲基丙烯酸酯單體。由于選用的單體為液態，避免了毒性有機溶劑的使用。同時，選用了光引發劑819，在模擬自然光的照射下快速成膠，避免了高溫等嚴苛的條件。選用的單體對解脂耶式酵母具有優異的生物相容性，制備過程對酵母溫和無害，包埋后酵母成活率最高可達到~96%。并且，包埋在有機膠中的酵母仍具有代謝活性，能夠生長并發揮功能。

圖1 有機膠設計制備示意圖

圖3 （a）有機膠包埋解酯耶氏酵母凍存。（b）解酯耶氏酵母凍存存活率。

  由不同單體制備得到的有機膠呈現出不同的相變性質，通過溫度的轉變，能夠快速且簡便的在眾多有機膠中挑選出目的有機膠（圖4）。結合有機膠的多種優異性質及DNA信息存儲技術，可以形成DNA數字信息的加密存儲的平臺，進行DNA數字信息傳遞及長期儲存。

 圖4 DNA數字信息的加密保存。

  文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.2c00847

 作者簡介

張雷教授現任天津大學化工學院生物化工系教授，系主任，博士生導師，國家自然科學基金優秀青年基金獲得者。主要研究方向包括生物化工與合成生物學、低溫保護、功能材料、海洋涂料等。在包括Nature Biotechnology, Nature Communications, JACS, Angew, AIChE Journal, CES, Research, Engineering等期刊發表論文100多篇。

肖文海，天津大學化工學院副教授，博士生導師。綠色生物制造重點專項“原料藥工業菌種改造關鍵技術及產業示范”項目課題負責人。主要研究方向是基于合成生物學技術和代謝工程技術高效構建萜烯類酵母細胞工廠，已在Biotechnology Advances, Metabolic Engineering，Microbial Cell Factories，Current Opinion in Biotechnology等國際知名刊物發表第一作者/通訊作者SCI論文30多篇，成果被Nature Chemistry，Nature Communications等高度評價。