Čvrsta i fleksibilna najlonska vlakna po prvi put izrađena od inženjerskih bioloških bakterija

Čvrsta i fleksibilna najlonska vlakna po prvi put izrađena od inženjerskih bioloških bakterija

Istraživači su genetski modificirali mikrobe kako bi prvi put stvorili čvrstu, fleksibilnu plastiku sličnu najlonu.

U prošlosti su se bakterije koristile za stvaranje poliestera kao što su polihidroksialkanoati (PHA). Ali proizvodnja plastike nalik najlonu poput one koja se koristi u industriji odjeće i obuće bila je izazovna, izvještavaju autori u današnjem izdanju časopisaPriroda Kemijska biologija. 1

"Posao je impresivan", kaže Colin Scott, voditelj enzimskog inženjeringa u Uluu, tvrtki sa sjedištem u Perthu u Australiji koja koristi mikrobe za proizvodnju kompostirajućih PHA iz algi.

Godišnje se diljem svijeta proizvede oko 400 milijuna tona nerazgradivog plastičnog otpada i mikroplastike na bazi nafte, čime se ugrožavaju divlje životinje, zdravlje ljudi i planet. "Ovaj rad naglašava koliko biologija može učiniti u borbi protiv ove krize", kaže Scott.

Hakiranje prirode

Bakterije prirodno proizvode polimere za pohranu hranjivih tvari tijekom razdoblja nestašice. Međutim, korištenje bakterija za izradu plastike nalik najlonu je teško jer ne postoje prirodni enzimi koji mogu stvoriti ovu vrstu polimera, objašnjava koautor Sang Yup Lee, biomolekularni inženjer na Korejskom naprednom institutu za znanost i tehnologiju u Daejeonu, Južna Koreja.

Kako bi riješili ovaj problem, znanstvenici su modificirali gene koji kodiraju gene raznih bakterijskih vrsta i umetnuli ih kao DNK petlje nazvane plazmidiEscherichia colia, bakterija koja se često koristi za studije izvedivosti.

Ti su geni zatim kodirali nekoliko novih enzima koji su mogli povezati molekularne lance za stvaranje polimera. Konačni proizvod bila je bioplastika zvana poli(esteramid) ili PEA, koja je uglavnom bila poliester s nekim amidnim vezama sličnim najlonu.

Najlon je polimer sastavljen od 100% amidnih veza, tako da je još dalek put prije nego što bakterije mogu ispravno oponašati ovu vrstu plastike, kaže Yup Lee.

Ispitivanja su pokazala da jedna vrsta PEA ima fizikalna, toplinska i mehanička svojstva usporediva s onima polietilena, jedne od najčešće korištenih komercijalnih plastika.

Međutim, Seiichi Taguchi, inženjer bioproizvodnje na Sveučilištu Kobe u Japanu, primjećuje da plastika vjerojatno neće biti čvrsta kao polietilen zbog niske frekvencije na kojoj su aminokiseline ugrađene u polimere. Dodavanje aminokiseline polimeru često rezultira prekidom lanca, stvarajući skraćene polimere niske molekularne težine, objašnjava.

Komercijalni potencijal?

• 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.

Pristup preko vaše ustanove

ili

Prijavite se ili kreirajte račun

Nastavite s Googleom

Nastavite s ORCiD-om

1. Chae, T.A. et al. Nature Chem. Biol. https://doi.org/10.1038/s41589-025-01842-2 (2025).

   Članak
   Google znalac

Preuzmite reference