Vahva ja joustava nylonkuitu, joka on valmistettu biologian bakteereista ensimmäistä kertaa

Vahva ja joustava nylonkuitu, joka on valmistettu biologian bakteereista ensimmäistä kertaa

Tutkijat ovat geneettisesti muunnettuja mikrobeja luomaan vahvan, joustavan muovin, joka on samanlainen kuin nylon ensimmäistä kertaa.

Aikaisemmin bakteereja on käytetty polyestereiden, kuten polyhydroksyalkanoaattien (PHA), tuottamiseen. Mutta nailonimaisten muovien tuottaminen, kuten vaatteilla ja jalkineteollisuudessa käytettyjä, ovat olleet haastavia, kirjoittajat raportoivat tämän päivän numerossaLuontokemiallinen biologia. 1

"Työ on vaikuttavaa", sanoo Colin Scott, UlUU: n entsyymitekniikan johtaja, Perth, Australiassa sijaitsevassa yrityksessä, joka käyttää mikrobeja tuottamaan levien kompostoitavia PHA: ita.

Noin 400 miljoonaa tonnia hajottamattomia, öljypohjaisia ​​muovijätteitä ja mikromuovia tuotetaan vuosittain maailmanlaajuisesti, vaarantaen villieläimet, ihmisten terveys ja planeetta. "Tämä työ korostaa, kuinka paljon biologiaa voi tehdä tämän kriisin torjumiseksi", Scott sanoo.

Hakkerointi

Bakteerit tuottavat luonnollisesti polymeerejä ravinteiden varastoimiseksi niukkuuden aikana. Bakteerien käyttäminen nailonimaisen muovin valmistukseen on kuitenkin vaikeaa, koska ei ole luonnossa esiintyviä entsyymejä, jotka voisivat luoda tämän tyyppistä polymeeriä, selittää yhteiskirjailija Yup Lee, Biomolekyylin insinööri Korean Advanced Institute of Science and Technology -yrityksessä Daejeonissa, Etelä-Koreassa.

Tämän ongelman ratkaisemiseksi tutkijat muokkasivat erilaisten bakteerilajien geenikoodaavia geenejä ja asettivat ne DNA-silmukoiksi, joita kutsutaan plasmideiksiEscherichia coliA, bakteeri, jota käytetään usein toteutettavuustutkimuksiin.

Nämä geenit koodasivat sitten useita uusia entsyymejä, jotka voisivat yhdistää molekyyliketjut polymeerien luomiseksi. Lopputuote oli bioplastinen, nimeltään poly (esteramidi) tai herne, joka oli enimmäkseen polyesteri joillakin nailonimaisilla amidisidoksilla.

Nylon on polymeeri, joka koostuu 100%: n amidisidoksista, joten on vielä pitkä tie kuljettavana, ennen kuin bakteerit voivat matkia oikein tämän tyyppistä muovia, Yup Lee sanoo.

Testit ovat osoittaneet, että yhdellä hernetyypillä on fysikaalisia, lämpö- ja mekaanisia ominaisuuksia, jotka ovat verrattavissa polyeteenin, joka on yksi yleisimmin käytettyjen kaupallisten muovien, ominaisuuksiin.

Japanin Koben yliopiston bioprofiilioinsinsinööri Seiichi Taguchi huomauttaa kuitenkin, että muovi ei todennäköisesti ole yhtä vahva kuin polyeteeni johtuen matalasta taajuudesta, jolla aminohapot sisällytettiin polymeereihin. Aminohapon lisääminen polymeeriin johtaa usein ketjun häiriöihin, jolloin luomalla lyhennettyjä, pienimolekyylipainoisia polymeerejä, hän selittää.

Kaupallinen potentiaali?

• 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.

Pääsy laitoksen kautta

tai

Kirjaudu sisään tai luo tili

Jatka Googlen kanssa

Jatka Orcidin kanssa

1. Chae, T.A. et ai. Nature Chem. Biol. https://doi.org/10.1038/S41589-025-01842-2 (2025).

   Artikla
   Google Scholar

Lataa viitteet