Силни и гъвкави найлонови влакна, направени от инженерни биологични бактерии за първи път

Силни и гъвкави найлонови влакна, направени от инженерни биологични бактерии за първи път

Изследователите имат генетично модифицирани микроби, за да създадат силна, гъвкава пластмаса, подобна на найлон за първи път.

В миналото бактериите са били използвани за генериране на полиестери като полихидроксиалканоати (PHAs). Но производството на найлонови пластмаси като тези, използвани в индустрията за дрехи и обувки, е предизвикателство, съобщават авторите в днешния брой наПриродна химическа биология. 1

„Работата е впечатляваща“, казва Колин Скот, ръководител на ензимното инженерство в Улуу, компания в Пърт, базирана в Австралия, която използва микроби за производство на компостируеми фаси от водорасли.

Около 400 милиона тона неразграждащи се пластмасови отпадъци и микропластици на базата на петрол се произвеждат ежегодно по целия свят, застрашават дивата природа, човешкото здраве и планетата. „Тази работа подчертава колко биология може да направи за борба с тази криза“, казва Скот.

Хакерска природа

Бактериите естествено произвеждат полимери за съхраняване на хранителни вещества по време на недостиг. Въпреки това, използването на бактерии за приготвяне на найлонова пластмаса е трудно, тъй като няма естествено срещащи се ензими, които могат да създадат този тип полимер, обяснява съавторът Sang Yup Lee, биомолекулен инженер в Корейския напреднал институт за наука и технологии в Daejeon, Южна Корея.

За да разрешат този проблем, изследователите модифицираха гените-кодиращи гени на различни бактериални видове и ги вкарват като ДНК бримки, наречени плазмидиEscherichia coliA, бактерия, често използвана за проучвания за осъществимост.

След това тези гени кодираха няколко нови ензима, които могат да свържат молекулярни вериги, за да създадат полимери. Крайният продукт беше биопластичен, наречен поли (естерамид) или грах, който беше предимно полиестер с някои найлонови амидни връзки.

Найлонът е полимер, съставен от 100% амидни връзки, така че има още дълъг път, преди бактериите да могат правилно да имитират този тип пластмаса, казва Yup Lee.

Тестовете показват, че един вид грах има физически, термични и механични свойства, сравними с тези на полиетилен, един от най -често използваните търговски пластмаси.

Въпреки това, Seiichi Taguchi, биопродукционен инженер в университета Kobe в Япония, отбелязва, че пластмасата е малко вероятно да бъде толкова силна, колкото полиетилен поради ниската честота, при която аминокиселините са били включени в полимерите. Добавянето на аминокиселина към полимер често води до разрушаване на веригата, създавайки съкратени, нискомолекулни полимери, обяснява той.

Търговски потенциал?

• Genießen Sie unsere aktuellsten Inhalte?
  Melden Sie sich an oder erstellen Sie ein Konto, um fortzufahren.
• Greifen Sie auf den aktuellsten Journalismus des preisgekrönten Teams von Nature zu.
• Entdecken Sie die neuesten Features und Meinungen zu bahnbrechender Forschung.

Достъп чрез вашата институция

или

Влезте или създайте акаунт

Продължете с Google

Продължете с Orcid

1. Chae, T.A. и др. Nature Chem. Биол. https://doi.org/10.1038/s41589-025-01842-2 (2025).

   Статия
   Google Учен

Изтеглете референции