问答:科学合作为更清洁的工业技术铺平了道路

健康作者 / 花爷 / 2025-07-08 08:15
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    在近50年的运作中,位于汉堡的欧洲分子生物学实验室(EMBL)与位于汉堡大都市区的其他科学机构开展了许多富有成效的合作。

  Hamburg collaboration paves the way to cleaner technologies for industry

  在近50年的运作中,位于汉堡的欧洲分子生物学实验室(EMBL)与位于汉堡大都市区的其他科学机构开展了许多富有成效的合作。一个例子是EMBL汉堡和汉堡工业大学(TUHH)生物基解决方案中心(CBBS)的研究人员之间的长期合作,最近对适应极端条件的微生物中发现的脂质降解酶的结构和功能产生了新的见解。这些发现可以帮助改善不同工业部门的化学过程。

  这项研究发表在《自然通讯》杂志上。

  在这次采访中,分别领导EMBL汉堡和TUHH各自研究小组的Matthias Wilmanns和Garo antranikiian讨论了他们在近二十年来的合作发展。

  加罗·安特拉尼基安:在我的整个职业生涯中,我一直被大自然的奇迹所激励,这也一直激励着我的研究工作。与工业界的合作进一步放大了这种创造能量,从而实现了创新技术。如今,我们正在经历一场革命——向循环经济和依赖淀粉、脂肪和纤维素等生物质的可持续技术过渡。生物学将通过更有效地利用这些资源来发挥巨大的作用。

  生物质可以降解为各种工业有用的化合物,例如食品和制药工业。这可以通过化学反应来实现,但它们不是很精确,你会有副反应和污染。然而,在自然界中,酶可以非常精确地进行反应,而不会产生对我们的环境有害的化合物。

  在许多情况下,酶是非常特殊但复杂的,所以我们需要更详细地研究和了解它们,以开发对工业有用的高效和环保的酶促工艺。

  对于像马蒂亚斯和我这样的科学家来说,向大自然学习是一件非常有趣的事情。有了这些知识和人工智能,我认为未来有可能开发出全新的自然启发酶,并制造出全新的产品,比如新的生物塑料。

  这就是我们开始合作的原因,我们特别关注在极端微生物中发现的一种脂质降解酶——适应极端条件的微生物。极端微生物的酶在极端条件下表现出非凡的弹性。特别是在高温下,反应变得更快更有效。这一特点也允许开发更可持续和有效的工业过程。

  Matthias Wilmanns:这实际上是我觉得这个项目激励人心的原因之一。生活在极高温度下的生物体的酶的结构更稳定,因此更有可能用结构生物学的方法来解决。Hamburg collaboration paves the way to cleaner technologies for industry

  我还有其他更私人的原因。适应极端环境的生物来自世界上最奇异的地方,我觉得这很迷人。例如,我们和加罗一起研究的酶来自一种从中东太阳湖分离出来的微生物。

  最后,我非常喜欢和Garo一起工作很长一段时间,特别是认识到他是极端微生物研究领域的先驱。

  我们第一次见面是在23年前,也就是2000年。当时,我对极端环境中的酶特别感兴趣,想要探索它们在分子水平上的特性,使它们能够适应这些条件。

  Antranikian:我是一名微生物学家,所以我对微生物生理学很感兴趣——微生物是如何生存的,它们是如何生产产品的,它们是如何降解复杂的化合物的,等等。马蒂亚斯知道分析酶结构的技术,这些酶与其他分子的相互作用,等等。

  通过跨学科的研究,你可以得到更好的结果,所以,我们需要共同努力。特别是在汉堡,我们很幸运有这么多的工具和基础设施可用,马蒂亚斯和我有很好的机会去做。

  威尔曼斯:这就是为什么我非常看好汉堡巴伦菲尔德科学城,以及它在汉堡大都市区促进科学交流的潜力。位于汉堡-哈堡的TUHH是另一个领先的枢纽。这一概念有可能使这座城市进一步发展成为全球领先的研究中心。

  加罗和我在过去二十年中一直在进行的研究,现在也与当前的EMBL项目“从分子到生态系统”高度相关。Hamburg collaboration paves the way to cleaner technologies for industry

  Wilmanns:我们的目标不仅仅是解决酶的结构,而是使它在可能的应用方面有用,并了解它的功能机制。这就是为什么我们不仅要解决这个结构,还要看看它是如何与脂质分子相互作用的,因为它会降解它们。

  脂类溶解于水的能力接近于零,而酶是水溶性的。因此,使用传统方法绝对无法将两者都放入晶体中(x射线晶体学实验所需要的)。我们得想个办法绕过它。幸运的是,这种酶是耐热的,因为在高温下,脂质与水和酶混合在一起——刚好足以让我们在实验中把它们结合在一起。

  安特拉尼基安:当然,从科学上讲,我们从彼此身上学到了很多东西。但我也学会了耐心,不要失去希望。这是我从马蒂亚斯那里学来的,因为他比我更有耐心。

  Wilmanns:对我来说,Garo打开了我的思维,让我去研究以前不熟悉的领域。这次合作让我了解到TUHH独特的研究概况和不同的研究方法,并且非常有潜力的应用。通过这次合作,我认识了很多后来合作过的研究人员。

  antranikiian:从我的经验来看,当项目没有很好地规划时,我得到了最好的论文(笑)。这是因为当你计划每件事并期望一定的结果时,创新水平非常低。你应该非常热情,有动力,然后尝试冒险。

  此外,你必须尝试与那些你不希望与之合作的人合作,他们不在你的学科范围内,然后尝试创造新的想法。沟通是非常重要的,比如与其他研究人员、机构、行业等的互动。没有它,你就无法真正实现创新。

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