《基於芽孢桿菌細胞重編程的重金屬捕捉機理研究》是依託南京理工大學，由汪洋擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於芽孢桿菌細胞重編程的重金屬捕捉機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：汪洋
- 依託單位：南京理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
微生物吸附技術在污水重金屬處理方面具有廣闊的前景，但剩餘污泥中細胞積累的重金屬難以回收極易造成二次污染，如何控制剩餘污泥並有效回收重金屬已成為亟待解決的問題。本項目立足於前期工作中對PHB-MT（聚羥基丁酸酯-金屬硫蛋白）納米生物材料螯合沉澱重金屬離子的研究，提出利用細菌分泌的納米顆粒捕捉重金屬的策略，通過細胞編程使菌體完成重金屬捕捉功能後發生自裂解，從源頭控制剩餘污泥的產生。本研究擬採用獨創的染色體編輯系統構建錘頭狀核酶第二莖環的隨機突變庫，利用抗性基因篩選特異性結合重金屬離子的核糖開關(Riboswitch)用以重編程芽孢桿菌，使其靈敏感應重金屬離子並相應分泌出PHB-MT螯合沉澱重金屬離子，在沉澱完畢後開啟細胞凋亡程式。進一步利用溫敏型內含肽控制PHB與MT的分離，通過pH梯度洗脫回收與MT結合的重金屬離子。本項目將為人工核糖開關研究與細胞功能調控提供新的思路。
結題摘要
微生物吸附技術在污水重金屬處理方面具有廣闊的前景，但剩餘污泥中細胞積累的重金屬難以回收極易造成二次污染，如何控制剩餘污泥並有效回收重金屬已成為亟待解決的問題。本項目利用細菌分泌的納米顆粒捕捉重金屬，通過細胞編程使菌體完成重金屬捕捉功能後發生自裂解，從源頭控制剩餘污泥的產生。項目開展過程中，成功篩選出高效金屬硫蛋白MT3和回響鎘離子的核酸適體HMR-6，並通過染色體編輯技術構建了工程菌株Bacillus subtilis HMC9，在複雜污水環境中靈敏識別重金屬離子,並分泌捕捉劑將其沉澱；重金屬清除後菌株自我裂解,以控制剩餘活性污泥的產生；沉澱物經溫度和pH調節後可回收具有重要工業價值的聚羥基丁酸酯和重金屬,為重金屬廢水的資源化利用提供了新的生物治理方法。
