Silné a flexibilní nylonové vlákno vyrobené z inženýrských biologických bakterií poprvé

Silné a flexibilní nylonové vlákno vyrobené z inženýrských biologických bakterií poprvé

Vědci mají geneticky modifikované mikroby, aby poprvé vytvořili silný, flexibilní plast podobný nylonu.

V minulosti se bakterie používají k generování polyesterů, jako jsou polyhydroxyalkanoát (PHA). Ale produkce nylonových plastů, jako jsou ty, které se používají v odvětví oblečení a obuvi, bylo náročné, autoři uvádějí v dnešním čísle dneChemická biologie přírody. 1

„Práce je působivá,“ říká Colin Scott, vedoucí enzymového inženýrství v ULUU, australské společnosti Perth, která používá mikroby k výrobě kompostovatelných PHA z řas.

Každoročně se vyrábí přibližně 400 milionů tun negradovatelného plastového odpadu na bázi ropy a mikroplastiky na celém světě, ohrožující volně žijící zvířata, lidské zdraví a planetu. "Tato práce zdůrazňuje, kolik biologie může udělat pro boj proti této krizi," říká Scott.

Hackování přírody

Bakterie přirozeně produkují polymery pro ukládání živin v době nedostatku. Avšak použití bakterií k vytvoření nylonového plastu je obtížné, protože neexistují přirozeně se vyskytující enzymy, které mohou vytvořit tento typ polymeru, vysvětluje spoluautor zpíval Yup Lee, biomolekulární inženýr v Korejském pokročilém institutu vědy a technologie v Jihokoji.

K vyřešení tohoto problému vědci upravili geny kódující geny různých bakteriálních druhů a vložili je jako smyčky DNA nazývané plazmidyEscherichia coliA, bakterie často používaná pro studie proveditelnosti.

Tyto geny pak kódovaly několik nových enzymů, které by mohly spojit molekulární řetězce k vytvoření polymerů. Konečným produktem byla bioplastička zvaná poly (esteramid) nebo hrášku, což byl většinou polyester s některými nylonovými amidovými vazbami.

Nylon je polymer složený ze 100% amidových vazeb, takže stále existuje dlouhá cesta, než bakterie mohou správně napodobit tento typ plastu, říká Yup Lee.

Testy ukázaly, že jeden typ hrachu má fyzické, tepelné a mechanické vlastnosti srovnatelné s vlastnostmi polyethylenu, jedné z nejčastěji používaných komerčních plastů.

Seiichi Taguchi, bioprodukční inženýr na Kobe University v Japonsku, však poznamenává, že plast pravděpodobně nebude stejně silný jako polyethylen kvůli nízké frekvenci, při které byly aminokyseliny začleněny do polymerů. Přidání aminokyseliny do polymeru často vede k narušení řetězce a vytváří zkrácené polymery s nízkou molekulovou hmotností, vysvětluje.

Komerční potenciál?

• 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.

Přístup prostřednictvím vaší instituce

nebo

Přihlaste se nebo vytvořte účet

Pokračujte s Googlem

Pokračujte s Orcidem

1. Chae, T.A. et al. Přírodní chem. Biol. https://doi.org/10.1038/S41589-025-01842-2 (2025).

   Článek
   Google Scholar

Stáhnout odkazy