青春三下乡,筑梦正当时!2025年1月8日,红心绘梦社会实践队在东北农业大学动物科学学院王家俊教授所负责的实验室进行实验,开展“青春筑梦”创新创业项目。实践团由来自东北农业大学动物科学技术院、食品学院、文理学院、公共管理与法学院、国际文化教育学院的8名同学组成。期间,实践团成员满怀激情,进行了一系列科学实验及数据分析。
项目简介
作为“二战中最伟大的发明之一”,抗生素的发现对全球治疗细菌感染产生了深远影响。但抗生素的过量使用也对畜牧行业造成了严重的负面影响,为彻底解决这一难题,我国农业农村部规定,自2020年7月1日起,畜禽饲料“禁抗令”全面推行。而具有高蛋白酶稳定性的人工抗酶解型Trp富集肽,有望切实应对病原微生物全球耐药性蔓延以及畜产品药物残留等严峻现状,提高畜产品品质。
实验过程
在抗酶解型Trp富集肽的分子设计及其构效关系研究上,实践团开展了多维度实验。通过圆二色谱仪测定多肽在不同环境中的二级结构,深入了解其分子特性。采用改良微量肉汤稀释法、涂板法等技术,精准检测该肽对常见病原菌和耐药菌的抗菌活性,还研究了其与多种抗生素的协同抗菌能力。同时,对该肽的体外稳定性和生物相容性进行全面评估,包括在生理盐离子、血清中的稳定性,以及对小鼠血红细胞、多种细胞存活率的影响,为其实际应用提供了重要依据。
在抗菌机制研究方面,实践团从膜作用机制和胞内作用机制两方面深入探索。利用先进的实验技术,如BODIPY - TR - cadaverine染料标记、大分子互作仪检测等,确定目标肽的初始结合靶点,详细研究其对细菌细胞壁、细胞膜结构的影响,以及对细菌内部基因和蛋白的作用机制,全面揭示了抗酶解型Trp富集肽的抗菌原理。

图为胞内ATP变化结果

图为胞外ATP变化结果
为进一步验证该肽的实际效果,实践团进行了体内活性研究。在体内生物相容性实验中,通过对小鼠进行腹腔注射给药,检测血清中相关指标,评估多肽对小鼠肾脏和肝脏的影响。在小鼠腹膜炎治疗试验中,以感染特定病菌的小鼠为模型,用不同处理组进行对比实验,检测全血、血清以及腹腔液、脾脏和肝脏中的菌落数等指标,有力地验证了抗酶解型Trp富集肽的体内治疗效果。
项目总结
参与该实验让学生收获颇丰。实验过程中,学生们掌握了圆二色谱仪、微量肉汤稀释法等专业实验技术,提升了科研实践能力。多维度的研究内容,如从分子设计到体内活性研究,培养了学生们系统思考和解决问题的能力。团队成员间的分工协作,也增强了学生的团队合作意识。此外,实验致力于解决畜牧业实际难题,让学生深刻认识到科研的社会价值,激发了他们对科研的热情和责任感。
同时,此次系列实验的成果为抗酶解型Trp富集肽在畜牧业中的应用奠定了坚实基础。未来,团队将继续深入研究,优化该肽的性能,探索其大规模应用的可行性,致力于解决畜牧业中病原微生物耐药性和畜产品药物残留等问题,推动畜牧业的绿色可持续发展。这一研究成果不仅对东北农业大学的科研发展具有重要意义,也为整个畜牧业和饲料工业的进步提供了有力的技术支持。