青春三下鄉(xiāng),筑夢正當時!2025年1月8日,紅心繪夢社會實踐隊在東北農(nóng)業(yè)大學動物科學學院王家俊教授所負責的實驗室進行實驗,開展“青春筑夢”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目。實踐團由來自東北農(nóng)業(yè)大學動物科學技術(shù)院、食品學院、文理學院、公共管理與法學院、國際文化教育學院的8名同學組成。期間,實踐團成員滿懷激情,進行了一系列科學實驗及數(shù)據(jù)分析。
項目簡介
作為“二戰(zhàn)中最偉大的發(fā)明之一”,抗生素的發(fā)現(xiàn)對全球治療細菌感染產(chǎn)生了深遠影響。但抗生素的過量使用也對畜牧行業(yè)造成了嚴重的負面影響,為徹底解決這一難題,我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部規(guī)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(wěn)定性的人工抗酶解型Trp富集肽,有望切實應(yīng)對病原微生物全球耐藥性蔓延以及畜產(chǎn)品藥物殘留等嚴峻現(xiàn)狀,提高畜產(chǎn)品品質(zhì)。
實驗過程
在抗酶解型Trp富集肽的分子設(shè)計及其構(gòu)效關(guān)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(huán)境中的二級結(jié)構(gòu),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(shù),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(xié)同抗菌能力。同時,對該肽的體外穩(wěn)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(wěn)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(yīng)用提供了重要依據(jù)。
在抗菌機制研究方面,實踐團從膜作用機制和胞內(nèi)作用機制兩方面深入探索。利用先進的實驗技術(shù),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(jié)合靶點,詳細研究其對細菌細胞壁、細胞膜結(jié)構(gòu)的影響,以及對細菌內(nèi)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(nèi)ATP變化結(jié)果

圖為胞外ATP變化結(jié)果
為進一步驗證該肽的實際效果,實踐團進行了體內(nèi)活性研究。在體內(nèi)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(guān)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(shù)等指標,有力地驗證了抗酶解型Trp富集肽的體內(nèi)治療效果。
項目總結(jié)
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(yè)實驗技術(shù),提升了科研實踐能力。多維度的研究內(nèi)容,如從分子設(shè)計到體內(nèi)活性研究,培養(yǎng)了學生們系統(tǒng)思考和解決問題的能力。團隊成員間的分工協(xié)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(yè)實際難題,讓學生深刻認識到科研的社會價值,激發(fā)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(yè)中的應(yīng)用奠定了堅實基礎(chǔ)。未來,團隊將繼續(xù)深入研究,優(yōu)化該肽的性能,探索其大規(guī)模應(yīng)用的可行性,致力于解決畜牧業(yè)中病原微生物耐藥性和畜產(chǎn)品藥物殘留等問題,推動畜牧業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展。這一研究成果不僅對東北農(nóng)業(yè)大學的科研發(fā)展具有重要意義,也為整個畜牧業(yè)和飼料工業(yè)的進步提供了有力的技術(shù)支持。