Wetenschappers van de Universiteit van Birmingham hebben een nieuwe methode uitgevonden om bacteriën aan te moedigen groeibevorderende ecosystemen te vormen die kunnen worden gebruikt om de wortels van plantenzaailingen te bedekken, wat naar verwachting zal resulteren in sterkere, gezondere planten en hogere gewasopbrengsten in de landbouw.

In de natuur vormen de wortels van zaailingen wederzijds voordelige relaties met gemeenschappen van microben (schimmels, bacteriën, virussen) in de bodem en wisselen ze voedingsstoffen uit, waardoor zowel de plant als de microben kunnen gedijen. Dit is met name van cruciaal belang in de vroege stadia van het leven van een plant, wanneer de zaailing in een race tegen de klok verkeert om zelfvoorzienende groei te bereiken voordat de voedingsstoffen en energievoorraden in het zaad opraken.

Dr. Tim Overton, een toegepaste microbioloog van de School of Chemical Engineering van de universiteit, en Dr. Francisco Fernandez-Trillo van de School of Chemistry leidden een team om nieuwe synthetische polymeren te ontwikkelen die de vorming van deze bacteriële gemeenschappen stimuleren op een manier die lijkt op een natuurlijk proces dat bekend staat als biofilmvorming.

Een biofilm is een fijn georkestreerde gemeenschap van microben, ondersteund door een matrix van biologische polymeren die een beschermende micro-omgeving vormt en de gemeenschap bij elkaar houdt.

De onderzoekers werkten samen aan een vierjarig project over de interactie van polymeren met bacteriën, wat resulteerde in de synthese van een groep op acylhydrazon gebaseerde polymeren.

Deze nieuwe polymeren zijn ontworpen om te fungeren als een klevende steiger, en "zaaien" de vorming van een micro-organisme-polymeercomplex om biofilmvorming te initiëren en te versnellen. Zodra de biofilm is gevormd, worden de bacteriën een zelfvoorzienende en zelforganiserende gemeenschap en produceren ze hun eigen matrix om de overdracht van voedingsstoffen en water en de afvoer van afvalproducten mogelijk te maken.

Het project omvatte Ph.D. studenten Pavan Adoni en Omar Huneidi, die vervolgens onderzoek deden naar de polymeren die bacteriën samenvoegden en de vorming van biofilms verbeteren. Ze toonden ook aan dat het proces volledig omkeerbaar is en dat de biofilm kan worden verspreid door de omgevingsomstandigheden te veranderen. De resultaten van deze experimenten en verdere studies zullen in 2022 worden gepubliceerd.

Pavan Adoni merkte op:"We verwachten dat het polymeer uiteindelijk zal worden gebruikt als zaadcoating, misschien in combinatie met bacteriën zoals B. Subtilis, dat van nature in de bodem aanwezig is, verhoogt de stresstolerantie van planten en wordt momenteel gebruikt als een bodeminoculant. We voorzien een meer gerichte aanpak die alleen het zaad behandelt, zodat de bacteriën bij kieming klaar zijn om te groeien in de veilige havenomgeving die wordt geboden door een micro-organisme polymeercomplex. Uiteindelijk moet dit resulteren in sterkere planten, die sneller groeien , en hebben een grotere weerstand tegen ziekten."

University of Birmingham Enterprise heeft een brede octrooiaanvraag ingediend voor de nieuwe polymeren, de methode voor het vormen van de biofilm en de methode voor het splitsen van polymeren, en het gebruik ervan om de groei van een biofilm te bevorderen met elk micro-organisme, inclusief die welke chemische stoffen kunnen produceren of afleveren. of biologische moleculen.

Het patent is nu in licentie gegeven aan het gespecialiseerde life science-bedrijf PBL Technology, dat investeert in, beschermt en opkomende innovaties uit openbare onderzoeksbronnen wereldwijd promoot. In de landbouw omvatten de technologieën van PBL gewasgenetica, gewasbehandelingen, precisielandbouw en promotors en R&D-tools. + Verder verkennen

Onderzoekers stellen nieuwe strategie voor voor preventie en behandeling van tandcariës