Suche
Mein Konto
Vahva ja joustava nailonkuitu, joka on valmistettu ensimmäistä kertaa teknisistä biologisista bakteereista
Ensimmäistä kertaa tutkijat ovat kehittäneet geneettisesti muunneltuja bakteereja, jotka tuottavat joustavaa, nailonia muistuttavaa muovia.
Vahva ja joustava nailonkuitu, joka on valmistettu ensimmäistä kertaa teknisistä biologisista bakteereista
Tutkijat ovat muuntaneet geneettisesti mikrobeja luodakseen ensimmäistä kertaa vahvan, joustavan muovin, joka muistuttaa nailonia.
Aiemmin bakteereja on käytetty polyestereiden, kuten polyhydroksialkanoaattien (PHA:iden) tuottamiseen. Mutta vaate- ja jalkineteollisuudessa käytettävien nailonin kaltaisten muovien valmistaminen on ollut haastavaa, kirjoittajat raportoivat tämänpäiväisessä numerossaNature Chemical Biology. 1
"Työ on vaikuttava", sanoo Colin Scott, entsyymitekniikan johtaja Uluusta, Perthissä, Australiassa sijaitsevassa yrityksessä, joka käyttää mikrobeja kompostoitavien PHA:iden valmistamiseen levistä.
Maailmassa tuotetaan vuosittain noin 400 miljoonaa tonnia hajoamatonta, öljypohjaista muovijätettä ja mikromuovia, mikä vaarantaa villieläimiä, ihmisten terveyttä ja planeettaa. "Tämä työ korostaa, kuinka paljon biologia voi tehdä tämän kriisin torjumiseksi", Scott sanoo.
Luonnon hakkerointi
Bakteerit tuottavat luonnostaan polymeerejä varastoidakseen ravinteita niukkuuden aikoina. Bakteerien käyttäminen nailonin kaltaisen muovin valmistukseen on kuitenkin vaikeaa, koska ei ole luonnossa esiintyviä entsyymejä, jotka voisivat luoda tämäntyyppistä polymeeriä, selittää toinen kirjoittaja Sang Yup Lee, biomolekyyli-insinööri Korea Advanced Institute of Science and Technologysta Daejeonissa Etelä-Koreassa.
Tämän ongelman ratkaisemiseksi tutkijat modifioivat eri bakteerilajien geenejä koodaavia geenejä ja lisäsivät ne DNA-silmukoiksi, joita kutsutaan plasmideiksi.Escherichia colia, bakteeri, jota käytetään usein toteutettavuustutkimuksissa.
Nämä geenit koodasivat sitten useita uusia entsyymejä, jotka pystyivät yhdistämään molekyyliketjuja polymeerien luomiseksi. Lopputuote oli biomuovia nimeltä poly(esteramidi) tai PEA, joka oli enimmäkseen polyesteriä, jossa oli nailonin kaltaisia amidisidoksia.
Nylon on polymeeri, joka koostuu 100-prosenttisista amidisidoksista, joten on vielä pitkä matka, ennen kuin bakteerit voivat oikein jäljitellä tämän tyyppistä muovia, Yup Lee sanoo.
Testit ovat osoittaneet, että yhden PEA-tyypin fysikaaliset, termiset ja mekaaniset ominaisuudet ovat verrattavissa polyeteenin, yhden yleisimmin käytetyistä kaupallisista muoveista, ominaisuuksiin.
Kuitenkin Seiichi Taguchi, biotuotantoinsinööri Koben yliopistosta Japanista, huomauttaa, että muovi ei todennäköisesti ole yhtä vahvaa kuin polyeteeni, koska aminohapot liitettiin polymeereihin alhaisella taajuudella. Aminohapon lisääminen polymeeriin johtaa usein ketjun katkeamiseen, jolloin syntyy lyhennettyjä, pienimolekyylisiä polymeerejä, hän selittää.
Kaupallista potentiaalia?
- 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.
tai
-
Chae, T.A. et ai. Nature Chem. Biol. https://doi.org/10.1038/s41589-025-01842-2 (2025).