汉堡合作为工业清洁技术铺平道路
在近五十年的运营中，汉堡欧洲分子生物学实验室 (EMBL) 与汉堡大都市区的其他科研机构开展了许多富有成效的合作。一个例子是汉堡 EMBL和汉堡理工大学 (TUHH) 生物基解决方案中心 (CBBS )的研究人员之间的长期合作，该合作最近对发现的一种脂质降解酶的结构和功能产生了新的见解在适应极端条件下生活的微生物中。这些发现可能有助于改善各个工业部门的化学工艺。
在本次采访中，汉堡 EMBL 和 TUHH 各自研究小组的领导者 Matthias Wilmanns 和 Garo Antranikian 讨论了他们的合作在近二十年中是如何发展的。
是什么促使您研究生活在极端条件下的生物体的酶?
Garo Antranikian： 在我的整个职业生涯中，我始终受到自然奇观的激励，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性能量，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的过渡。生物学将通过提供更有效地利用这些资源的方法而在其中发挥巨大作用。
生物质可以降解为可用于各种行业的化合物，例如食品和制药行业。可以通过化学反应来做到这一点，但它们不是很精确，并且会产生副反应和污染。然而，在自然界中，酶可以非常精确地进行反应，并且不会产生对我们的环境有害的化合物。
在许多情况下，酶非常特殊但复杂，因此我们需要更详细地研究和了解它们，以开发适用于该行业的高效且环保的酶工艺。
对于像马蒂亚斯和我这样的科学家来说，向大自然学习是非常有趣的。有了这些知识和人工智能，我认为未来将有可能开发出全新的受自然启发的酶，并制造全新的产品，例如新的生物塑料。
这就是我们开始合作的原因，我们特别关注在极端微生物(适应极端条件的微生物)中发现的脂质降解酶。来自极端微生物的酶在极端条件下表现出显着的恢复能力。特别是在高温下，反应变得更快、更有效。这一特性还允许开发更可持续、更有效的工业流程。
Matthias Wilmanns：这实际上是我发现这个项目具有激励性的原因之一。生活在极高温度下的生物体的酶结构更加稳定，因此更有可能使用结构生物学方法来解决。
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，我觉得这很有趣。例如，我们与加罗一起研究的酶来自于从中东太阳湖中分离出来的微生物。
最后，我非常喜欢与加罗长期合作，特别是认识到他开创了极端微生物研究领域。
你们是如何开始合作的?
Matthias Wilmanns：我们第一次见面是在 23 年前，即 2000 年。当时，我对来自极端气候条件下的酶特别感兴趣，并希望在分子水平上探索它们的特性，使它们能够适应这些条件。
加罗·安特拉尼克安：我是一名微生物学家，所以我对微生物生理学很感兴趣——微生物如何生活、它们如何制造产品、它们如何降解复杂的化合物等。马蒂亚斯知道分析酶结构、这些酶与酶的相互作用的技术。其他分子等等。
通过跨学科研究，可以获得更好的结果，因此，我们需要共同努力。尤其是在汉堡，我们很幸运地拥有如此多的工具和基础设施，马蒂亚斯和我有很好的机会做到这一点。
Matthias Wilmanns：这就是为什么我对汉堡巴伦菲尔德科学城及其促进汉堡大都市区科学交流的潜力非常看好的原因。汉堡-哈尔堡的 TUHH 是另一个领先的中心。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里一直从事的研究现在也与当前的 EMBL 项目“分子到生态系统”高度相关。
为了完成这项工作你克服了哪些挑战?
Matthias Wilmanns：我们的目标不仅仅是解决酶的结构，而是使其在可能的应用中发挥作用并了解其功能机制。这就是为什么我们的目标不仅是解决结构问题，还要了解它在降解脂质分子时如何与脂质分子相互作用。
脂质溶于水的能力接近于零，而酶是水溶性的。因此，使用传统方法绝对没有办法将两者都形成晶体(X 射线晶体学实验所需)。我们必须找到解决办法。幸运的是，这种酶具有耐热性，因为在高温下，脂质会与水和酶稍微混合，足以让我们在实验中将它们捕获在一起。
您从这次合作中学到了什么?
Garo Antranikian：当然，从科学角度来说，我们从彼此身上学到了很多东西。但我也学会了要有耐心，不要失去希望。我从马蒂亚斯那里学到了这一点，因为他比我更有耐心(笑)。
Matthias Wilmanns：对我来说，Garo 开启了我对以前不熟悉的研究领域的视野。这次合作使我了解了 TUHH 独特的研究概况和不同的研究方法，以及潜在的应用。通过这次合作，我认识了很多后来合作的研究人员。
您会给其他想要开展跨学科项目的科学家什么建议?
Garo Antranikian：根据我的经验，当项目计划不周时，我得到了最好的论文[笑]。这是因为当你计划一切并期待一定的结果时，创新的水平就很低。你应该非常热情、有动力，然后尝试去冒险。
此外，你必须尝试与你自然不希望与之合作的人合作，他们不属于你的学科，然后尝试创造新的想法。沟通极其重要，比如与其他研究人员、机构、行业等的互动。没有沟通，你就无法真正获得创新。
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