[发明专利]一种工程菌的混合物、用于感应和吸附重金属污染物的试剂盒和处理方法

说明书

本发明提供一种工程菌的混合物、用于感应和吸附重金属污染物的试剂盒和处理方法。一种工程菌的混合物，包括第一工程菌和第二工程菌，所述第一工程菌包括Pb²⁺感应质粒，所述Pb²⁺感应质粒包括铅离子感应单元、第一被膜纤维表达单元；所述第二工程菌包括Hg²⁺感应质粒，所述Hg²⁺感应质粒包括汞离子感应单元、第二被膜纤维表达单元，所述工程菌选自枯草芽孢杆菌；所述第一被膜纤维表达单元和/或第二被膜纤维表达单元包括淀粉样蛋白表达框。本发明利用合成生物学技术构建了对重金属离子感应和吸附的枯草芽孢杆菌，并利用该菌生物被膜凝胶性质，以荧光蛋白为信号蛋白，以淀粉样蛋白吸附绑定重金属，实现了重金属离子的智能感应和实时修复。

技术领域

本发明属于分子生物学技术领域，具体涉及一种工程菌的混合物、用于感应和吸附重金属污染物的试剂盒和处理方法。

背景技术

重金属主要是指铅、汞、镉等生物毒性显著的金属。随着工业的发展，重金属污染越来越严重，而且在环境中很难降解。除了对环境的危害外，对人体也是具有一定的危害，由于动植物无法对重金属得到降解，通过食物链的富集，对人体造成伤害。汞是一种特别隐蔽的污染物，因为其在生态位中的积累通过食物链向上增加，人通常通过摄入被污染的食物，导致脑组织、肾脏和肺脏组织受损。铅在油漆、管道和管道材料、汽油、电池、弹药和化妆品中的广泛使用，铅在我们环境的各个方面都可以找到。然而，由于铅的不可降解性和生理毒性，铅与其他重金属一样，通过食物链积累带来了严重的风险。铅中毒对人们的健康，特别是对儿童的健康是一个不可忽视的风险，而且是全球范围内的公共卫生问题。随着工农业以及经济的迅猛发展，各类水环境中重金属污染日趋加剧，迫切需要有效的检测与修复技术对重金属污染进行治理。

目前重金属修复的方法主要有物理修复、化学修复和生物修复。传统的物理修复和化学修复治理重金属污染，存在治理成本较高、需要耗费大量人力、容易产生二次污染等问题。生物修复是一种相对经济的方法，它可以有效地消除污染的不良影响，使修复的过程和场地没有毒性或顽固性的化合物。生物修复包括植物修复、动物修复和微生物修复。目前比较多的是植物修复与微生物修复相结合的策略。微生物修复时间短、见效快，尤其是生物被膜对重金属具有耐受性，是一种有潜力的生物修复方法。

微生物修复重金属的方法有多种，如重金属的结合、固定化、氧化、转化和挥发等。微生物修复的过程可以通过设计微生物或其基因线路的方法在特定区域更有效地进行，通过感知在污染场所微生物的活动和生长、代谢潜力以及对环境变化的反应机制等，研究其对重金属的修复效果。

已有报道，2014年构建了对Pb²⁺感应的大肠杆菌全细胞检测器(WEI W,LIU X,SUNP,et al.Simple whole-cell biodetection and bioremediation of heavy metalsbased on an engineered lead-specific operon[J].Environmental Science andTechnology,2014,48:3363-3371)。2017年构建了对Hg²⁺离子感应和吸附的大肠杆菌(TAYP,NGUYEN P,and JOSHI N.A synthetic circuit for mercury bioremediation usingself-assembling functional amyloids[J].ACS Synthetic Biology,2017,6(10)：1841-1850)。

虽然之前已有大肠杆菌分别感应铅或汞的工程菌报道，但都是单一污染物生物传感器，而且耐受力和修复能力都不高。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种工程菌的混合物、用于感应和吸附重金属污染物的试剂盒和处理方法，用于解决现有技术中的问题。