Polarfiskens överlevnadsmekanismer har lett forskare vid University of Warwick att utveckla ett revolutionerande tillvägagångssätt för att "frysa" bakterier. Den nya tekniken kan radikalt förbättra arbetet med att lagra och transportera mänsklig vävnad.

Forskare från Institutionen för kemi och Warwick Medical School har etablerat ett sätt att frysa (eller "frysa") ett brett spektrum av bakterier med hjälp av syntetiska reproduktioner av de naturliga frostskydds -proteinerna som finns i polära organismer. De fann att tillsats av proteinhärmar bromsar iskristalltillväxten och hindrar dem från att förstöra bakteriecellerna.

Den revolutionerande metoden har potentiella tillämpningar inom livsmedelsindustrin, organtransport och medicin — såväl som i laboratorieforskning. Bakterier används i ett stort antal processer inklusive livsmedelsteknik (t.ex. i yoghurt och probiotika), läkemedelstillverkning (t.ex. insulin) och enzymproduktion (t.ex. för tvättmedel) och de används rutinmässigt i forskningslaboratorier för att studera infektioner och grunderna för levande processer.

Det traditionella tillvägagångssättet för att bevara bakterier som används i nästan alla laboratorier över hela världen är att tillsätta glycerol till bakterierna för att minska kylinducerade skador under frysning. Dock, inte alla bakterier återhämtar sig efter upptining och glycerolen måste avlägsnas från bakterierna för att möjliggöra deras tillväxt och användbarhet.

Warwick-teamet, ledd av professor Matthew I. Gibson, har utvecklat en ny metod för kryokonservering, inspirerad av den process genom vilken organismer som kallas extremofiler, överleva i några av de kallaste regionerna på jorden.

Gruppen har ett särskilt intresse för polarfiskarter som producerar frostskyddsproteiner. Forskargruppen har visat att syntetiska polymerer som efterliknar proteinet från dessa fiskar är effektiva för att göra samma jobb. Genom att kombinera två polymerer för att bromsa istillväxten under kryokonservering, forskarna kunde återvinna fler bakterier efter frysning än med konventionella metoder.

De använde också mindre totala tillsatser, i vissa fall med bara 1 viktprocent (jämfört med 20 procent som vanligtvis används i traditionella metoder). Teamet tror att detta kommer att förändra hur mikroorganismer kryokonserveras och kommer att bygga vidare på deras tidigare forskning om att lagra mänskliga celler. Professor Matthew Gibson, från Warwicks avdelning för kemi och Warwick Medical School, sa:"Bakterier ligger till grund för en stor mängd grundläggande biovetenskap och hälsoforskning, men deras lagring och transport bygger på en gammal metod.

"Våra bioinspirerade lösningar, som vi också har använt för lagring av däggdjursceller, tillhandahålla en ny plattform för att förhoppningsvis förbättra tillgängligheten och kvaliteten på bakterier, men med ett lättanvänt tillvägagångssätt som inte innebär att forskare eller industrier väsentligt justerar sina laboratorieprocedurer."

Forskningen publiceras i tidskriften Biomakromolekyler .