近，美國加州理工大學的研究人員開發(fā)了一種低成本的方法，以提高無細胞生物技術在生物制造中的應用和在現(xiàn)場應用的可行性。相關論文發(fā)表在ACS合成生物學雜志上。

在使用無細胞蛋白質(zhì)合成技術時，研究人員可以通過試管中的細胞機器直接接觸和操作生化過程?？茖W家和工程師一直希望將無細胞生物技術應用到各個領域，包括按需生產(chǎn)生物材料、疾病生物標記物和環(huán)境污染物的現(xiàn)場診斷、創(chuàng)新的生物化學教育平臺等。這些應用程序在實驗室易于實現(xiàn)，在現(xiàn)場、臨床和課堂上難以發(fā)揮作用。細胞機器中的蛋白質(zhì)、RNA等生物分子在高溫下容易分解，極大地限制了細胞機器的保質(zhì)期。

盡管這些細胞提取物可以凍干生產(chǎn)類似奶粉的產(chǎn)品，但它可以在室溫下儲存較長時間。然而，與奶粉不同的是，凍干細胞機器在儲存幾天后會失去活性。為了解決這個難題，在科學研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)了一種低成本的防腐劑，可以使凍干細胞機器在室溫下保存兩周。

在實驗中，研究人員選擇了10種具有4種不同作用機理的防腐劑，并系統(tǒng)地找到了對應防腐劑。然后他們測試了兩到三種組合，成功找到了一種防腐劑組合，可以在室溫下保持細胞機器的完整生產(chǎn)能力長達兩周。研究人員還發(fā)現(xiàn)，一些防腐劑的組合可以將細胞機器的蛋白質(zhì)生產(chǎn)能力提高近兩倍。

研究發(fā)現(xiàn)，任何防腐劑穩(wěn)定生物材料的能力都與環(huán)境密切相關。為了克服這一局限性，研究人員在現(xiàn)有數(shù)據(jù)的基礎上開發(fā)了一種機器學習算法，可以幫助其他研究人員選擇適合無細胞生物技術具體應用的防腐劑配方。