De overlevingsmechanismen van poolvissen hebben wetenschappers van de Universiteit van Warwick ertoe gebracht een revolutionaire benadering te ontwikkelen om bacteriën te 'bevriezen'. De nieuwe techniek zou het werk om menselijk weefsel op te slaan en te transporteren radicaal kunnen verbeteren.

Onderzoekers van de afdeling Scheikunde en de Warwick Medical School hebben een manier gevonden om een ​​breed scala aan bacteriën te cryopreserveren (of 'bevriezen') met behulp van synthetische reproducties van de natuurlijke antivries-eiwitten die in polaire organismen worden aangetroffen. Ze ontdekten dat het toevoegen van het eiwit nabootsen de groei van ijskristallen vertraagt ​​​​en voorkomt dat ze de bacteriecellen vernietigen.

De revolutionaire methode heeft potentiële toepassingen binnen de voedingsindustrie, orgaantransport en medicijnen, evenals in laboratoriumonderzoek. Bacteriën worden gebruikt in een breed scala aan processen, waaronder voedseltechnologie (bijvoorbeeld in yoghurt en probiotica), farmaceutische productie (bijvoorbeeld insuline) en enzymproductie (bijvoorbeeld voor waspoeders) en ze worden routinematig gebruikt in onderzoekslaboratoria om infecties en de fundamenten van levende processen te bestuderen.

De traditionele benadering om bacteriën te bewaren die in bijna elk laboratorium wereldwijd wordt gebruikt, is om glycerol aan de bacteriën toe te voegen om door koude veroorzaakte schade tijdens bevriezing te verminderen. Echter, niet alle bacteriën herstellen na ontdooien en de glycerol moet uit de bacteriën worden verwijderd om hun groei en bruikbaarheid mogelijk te maken.

Het Warwick-team, onder leiding van professor Matthew I. Gibson, heeft een nieuwe methode voor cryopreservatie ontwikkeld, geïnspireerd door het proces waarbij organismen die bekend staan ​​als extremofielen, overleven in enkele van de koudste streken op aarde.

De groep heeft een bijzondere interesse in poolvissen die antivries-eiwitten produceren. Het onderzoeksteam heeft aangetoond dat synthetische polymeren die het eiwit van deze vissen nabootsen, hetzelfde werk kunnen doen. Door twee polymeren te combineren om de ijsgroei tijdens cryopreservatie te vertragen, de onderzoekers konden na het invriezen meer bacteriën terugwinnen dan met conventionele methoden.

Ze gebruikten ook minder totale additieven, in sommige gevallen met slechts 1 procent van het gewicht (vergeleken met 20 procent dat doorgaans wordt gebruikt in traditionele methoden). Het team gelooft dat dit de manier zal veranderen waarop micro-organismen worden gecryopreserveerd en zal voortbouwen op hun eerdere onderzoek naar het opslaan van menselijke cellen. Professor Matthew Gibson, van Warwick's Department of Chemistry en Warwick Medical School, zei:"Bacteriën ondersteunen een enorme hoeveelheid fundamentele biowetenschappen en gezondheidsonderzoek, maar hun opslag en transport is gebaseerd op een oude methode.

"Onze bio-geïnspireerde oplossingen, die we ook hebben gebruikt voor de opslag van zoogdiercellen, een nieuw platform bieden om hopelijk de beschikbaarheid en kwaliteit van bacteriën te verbeteren, maar met een gebruiksvriendelijke aanpak waarbij onderzoekers of industrieën hun laboratoriumprocedures niet significant moeten aanpassen."

Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Biomacromoleculen .