Stiprus ir lankstus nailono pluoštas, pagamintas iš inžinerinių biologijos bakterijų, pirmą kartą

Stiprus ir lankstus nailono pluoštas, pagamintas iš inžinerinių biologijos bakterijų, pirmą kartą

Tyrėjai turi genetiškai modifikuotus mikrobus, kad pirmą kartą sukurtų stiprų, lankstų plastiką, panašų į nailoną.

Anksčiau bakterijos buvo naudojamos generuojant poliesterius, tokius kaip polihidroksialkanoatai (PHAS). Tačiau autorių, tokiųGamtos cheminė biologija. 1

„Darbas yra įspūdingas“,-sako Colinas Scottas, „Uluu“, Australijoje įsikūrusios įmonės „Uluu“, „Ferment Engineering“ vadovas, naudojantis mikrobus kompostuojamų PHA gaminti iš dumblių.

Kasmet visame pasaulyje gaminama apie 400 milijonų tonų nepažeidžiamų, naftos pagrindu pagamintų plastikinių atliekų ir mikroplastikų, kenčiančių nuo laukinės gamtos, žmonių sveikatos ir planetos. „Šis darbas pabrėžia, kiek biologija gali padaryti kovojant su šia krize“, - sako Scottas.

Įsilaužimo gamta

Bakterijos natūraliai gamina polimerus maistinėms medžiagoms laikyti trūkumo metu. Tačiau sunku naudoti bakterijas, kad būtų galima gaminti į nailoną panašų plastiką, nes nėra natūraliai atsirandančių fermentų, galinčių sukurti tokio tipo polimerą, paaiškina bendraautorius Sang Yup Lee, Biomolekulinio inžinierius Korėjos pažengusiame mokslo ir technologijos institute Daejeon mieste, Pietų Korėjoje.

Norėdami išspręsti šią problemą, tyrėjai modifikavo įvairių bakterijų rūšių genus koduojančius genus ir įterpė juos kaip DNR kilpas, vadinamas plazmidėmisEscherichia coliA, bakterija, dažnai naudojama galimybių tyrimams.

Tada šie genai užkodavo kelis naujus fermentus, kurie galėtų sujungti molekulines grandines, kad būtų sukurtos polimerai. Galutinis produktas buvo bioplastinis, vadinamas poli (esteramidu) arba PEA, kuris dažniausiai buvo poliesteris su kai kuriais nailonu panašiais amido jungtimis.

Nailonas yra polimeras, sudarytas iš 100% amidų jungčių, todėl dar reikia nueiti ilgą kelią, kad bakterijos galėtų tinkamai imituoti tokio tipo plastiką, sako Yup Lee.

Testai parodė, kad vieno tipo PEA turi fizines, šilumines ir mechanines savybes, panašias į polietileno savybes, vieną iš dažniausiai naudojamų komercinių plastikų.

Tačiau Seiichi Taguchi, Japonijos Kobe universiteto biologinioprodukcijos inžinierius, pažymi, kad greičiausiai plastikas bus toks stiprus kaip polietilenas dėl žemo dažnio, kai amino rūgštys buvo įtrauktos į polimerus. Pridėjus aminorūgštį prie polimero, dažnai sutrikdo grandinės sutrikimas, todėl jis paaiškina sutrumpintus, mažos molekulinės masės polimerus.

Komercinis potencialas?

• 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.

Prieiga per savo įstaigą

arba

Prisijunkite arba sukurkite paskyrą

Tęskite „Google“

Tęskite „Orcid“

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

   Straipsnis
   „Google Scholar“

Atsisiųskite nuorodas