項目簡介
作為“二戰中最偉大的發明之一”，抗生素的發現對全球治療細菌感染產生了深遠影響。但抗生素的過量使用也對畜牧行業造成了嚴重的負面影響，為徹底解決這一難題，我國農業農村部規定，自2020年7月1日起，畜禽飼料“禁抗令”全面推行。而具有高蛋白酶穩定性的人工抗酶解型Trp富集肽，有望切實應對病原微生物全球耐藥性蔓延以及畜產品藥物殘留等嚴峻現狀，提高畜產品品質。
實驗過程
在抗酶解型Trp富集肽的分子設計及其構效關系研究上，實踐團開展了多維度實驗。通過圓二色譜儀測定多肽在不同環境中的二級結構，深入了解其分子特性。采用改良微量肉湯稀釋法、涂板法等技術，精準檢測該肽對常見病原菌和耐藥菌的抗菌活性，還研究了其與多種抗生素的協同抗菌能力。同時，對該肽的體外穩定性和生物相容性進行全面評估，包括在生理鹽離子、血清中的穩定性，以及對小鼠血紅細胞、多種細胞存活率的影響，為其實際應用提供了重要依據。在抗菌機制研究方面，實踐團從膜作用機制和胞內作用機制兩方面深入探索。利用先進的實驗技術，如BODIPY - TR - cadaverine染料標記、大分子互作儀檢測等，確定目標肽的初始結合靶點，詳細研究其對細菌細胞壁、細胞膜結構的影響，以及對細菌內部基因和蛋白的作用機制，全面揭示了抗酶解型Trp富集肽的抗菌原理。
圖為胞內ATP變化結果
圖為胞外ATP變化結果
為進一步驗證該肽的實際效果，實踐團進行了體內活性研究。在體內生物相容性實驗中，通過對小鼠進行腹腔注射給藥，檢測血清中相關指標，評估多肽對小鼠腎臟和肝臟的影響。在小鼠腹膜炎治療試驗中，以感染特定病菌的小鼠為模型，用不同處理組進行對比實驗，檢測全血、血清以及腹腔液、脾臟和肝臟中的菌落數等指標，有力地驗證了抗酶解型Trp富集肽的體內治療效果。
項目總結
參與該實驗讓學生收獲頗豐。實驗過程中，學生們掌握了圓二色譜儀、微量肉湯稀釋法等專業實驗技術，提升了科研實踐能力。多維度的研究內容，如從分子設計到體內活性研究，培養了學生們系統思考和解決問題的能力。團隊成員間的分工協作，也增強了學生的團隊合作意識。此外，實驗致力于解決畜牧業實際難題，讓學生深刻認識到科研的社會價值，激發了他們對科研的熱情和責任感。同時，此次系列實驗的成果為抗酶解型Trp富集肽在畜牧業中的應用奠定了堅實基礎。未來，團隊將繼續深入研究，優化該肽的性能，探索其大規模應用的可行性，致力于解決畜牧業中病原微生物耐藥性和畜產品藥物殘留等問題，推動畜牧業的綠色可持續發展。這一研究成果不僅對東北農業大學的科研發展具有重要意義，也為整個畜牧業和飼料工業的進步提供了有力的技術支持。
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