胞子のバイオテクノロジーと先端材料への応用

Applications of Spores in Biotechnology and Advanced Materials.

• Xiaopei Zhang
• Amal Al-Dossary
• Myer Hussain
• Peter Setlow
• Jiahe Li

抄録

細菌（）は古くから基礎研究の重要な対象である。しかし、遺伝子操作が容易であること、大規模発酵に適した培養特性、タンパク質分泌能に優れていること、一般的に安全性が認められている（GRAS）ことなどから、工業的にも応用されてきました。また、代謝的に休眠状態にある胞子は、多くの環境ストレスに対して極めて強い耐性を有していることから、様々な用途への応用が期待されている。本レビューでは、胞子のユニークな特性が、安定でリサイクル可能な酵素の生成、合成生物学、ドラッグデリバリー、材料科学など、多くの技術分野で革新的な応用にどのようにつながっているかに焦点を当てながら、従来からの胞子の応用と新たな応用の両方をまとめている。最終的には、食糧不足、環境保護、ヘルスケアなどの世界的な問題に対処するために胞子を利用した学際的なアプローチを活用することで、科学界に刺激を与えることを期待しています。

The bacterium () has long been an important subject for basic studies. However, this organism has also had industrial applications due to its easy genetic manipulation, favorable culturing characteristics for large-scale fermentation, superior capacity for protein secretion, and its generally recognized as safe (GRAS) status. In addition, as the metabolically dormant form of its spores have attracted great interest due to their extreme resistance to many environmental stresses, which makes spores a novel platform for a variety of applications. In this review, we summarize both conventional and emerging applications of spores, with a focus on how their unique characteristics have led to innovative applications in many areas of technology, including generation of stable and recyclable enzymes, synthetic biology, drug delivery, and material sciences. Ultimately, this review hopes to inspire the scientific community to leverage interdisciplinary approaches using spores to address global concerns about food shortage, environmental protection, and healthcare.

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