Здраво и гъвкаво найлоново влакно, направено от инженерни биологични бактерии за първи път

Здраво и гъвкаво найлоново влакно, направено от инженерни биологични бактерии за първи път

Изследователите са генетично модифицирали микроби, за да създадат за първи път здрава, гъвкава пластмаса, подобна на найлон.

В миналото бактериите са били използвани за генериране на полиестери като полихидроксиалканоати (PHA). Но производството на найлонова пластмаса като тези, използвани в производството на облекло и обувки, е предизвикателство, съобщават авторите в днешния брой наПрирода Химическа биология. 1

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

Около 400 милиона тона неразградими пластмасови отпадъци и микропластмаси на петролна основа се произвеждат годишно в световен мащаб, застрашавайки дивата природа, човешкото здраве и планетата. „Тази работа подчертава колко биологията може да направи за борба с тази криза“, казва Скот.

Хакване на природата

Бактериите естествено произвеждат полимери, за да съхраняват хранителни вещества по време на недостиг. Използването на бактерии за направата на подобна на найлон пластмаса обаче е трудно, тъй като няма естествено срещащи се ензими, които могат да създадат този тип полимер, обяснява съавторът Sang Yup Lee, биомолекулярни инженер в Корейския институт за напреднали науки и технологии в Daejeon, Южна Корея.

За да разрешат този проблем, изследователите модифицираха ген-кодиращите гени на различни бактериални видове и ги вмъкнаха като ДНК бримки, наречени плазмидиЕшерихия колиa, бактерия, често използвана за проучвания за осъществимост.

След това тези гени кодират няколко нови ензима, които могат да свързват молекулни вериги за създаване на полимери. Крайният продукт беше биопластмаса, наречена поли(естерамид) или PEA, която беше предимно полиестер с някои найлоноподобни амидни връзки.

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

Тестовете показват, че един тип PEA има физични, термични и механични свойства, сравними с тези на полиетилена, една от най-често използваните търговски пластмаси.

Въпреки това Seiichi Taguchi, инженер по биопроизводство в университета в Кобе в Япония, отбелязва, че пластмасата едва ли ще бъде толкова здрава, колкото полиетилена, поради ниската честота, при която аминокиселините са включени в полимерите. Добавянето на аминокиселина към полимер често води до прекъсване на веригата, създавайки скъсени полимери с ниско молекулно тегло, 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. Чае, Т.А. и др. Nature Chem. Biol. https://doi.org/10.1038/s41589-025-01842-2 (2025).

   статия
   Google Наука

Изтегляне на препратки