Suche
Mein Konto
Erős és rugalmas nylonszál, amely először mérnöki biológiai baktériumokból készült
A tudósok most először fejlesztettek ki génmódosított baktériumokat, amelyek rugalmas, nylonszerű műanyagot termelnek.
Erős és rugalmas nylonszál, amely először mérnöki biológiai baktériumokból készült
A kutatók genetikailag módosított mikrobákat hoztak létre, hogy először hozzanak létre a nejlonhoz hasonló erős, rugalmas műanyagot.
A múltban baktériumokat használtak poliészterek, például polihidroxi-alkanoátok (PHA) előállítására. A nejlonszerű műanyagok, például a ruha- és lábbeliiparban használt műanyagok előállítása azonban kihívást jelent – jelentették a szerzők a lap mai számában.Természet kémiai biológia. 1
„A munka lenyűgöző” – mondja Colin Scott, az ausztráliai perth-i Uluu enzimmérnöki részlegének vezetője, amely mikrobák segítségével komposztálható PHA-kat állít elő algákból.
Évente mintegy 400 millió tonna le nem bomló, kőolaj alapú műanyaghulladék és mikroműanyag keletkezik világszerte, ami veszélyezteti a vadon élő állatokat, az emberi egészséget és a bolygót. „Ez a munka rávilágít arra, hogy a biológia mennyit tehet a válság leküzdésében” – mondja Scott.
A természet feltörése
A baktériumok természetesen polimereket termelnek a tápanyagok tárolására a szűkös időszakokban. A baktériumok felhasználása nejlonszerű műanyag előállításához azonban nehézkes, mivel nincsenek természetben előforduló enzimek, amelyek ilyen típusú polimert hoznának létre – magyarázza Sang Yup Lee társszerző, a dél-koreai Daejeonban található Koreai Fejlett Tudományos és Technológiai Intézet biomolekuláris mérnöke.
A probléma megoldása érdekében a kutatók módosították a különböző baktériumfajok génkódoló génjeit, és DNS hurkokként, úgynevezett plazmidokként illesztették be őket.Escherichia colia, a megvalósíthatósági tanulmányokhoz gyakran használt baktérium.
Ezek a gének azután számos új enzimet kódoltak, amelyek molekuláris láncokat kapcsoltak össze polimerek létrehozása céljából. A végtermék egy poliészteramidnak vagy PEA-nak nevezett bioműanyag volt, amely többnyire poliészter volt néhány nylonszerű amidkötéssel.
A nylon egy 100%-ban amidkötésekből álló polimer, így még hosszú utat kell megtenni ahhoz, hogy a baktériumok megfelelően utánozzák az ilyen típusú műanyagokat – mondja Yup Lee.
A tesztek kimutatták, hogy a PEA egyik típusának fizikai, termikus és mechanikai tulajdonságai hasonlóak a polietilénéhez, amely az egyik leggyakrabban használt kereskedelmi műanyag.
Seiichi Taguchi, a japán Kobe Egyetem biotermelési mérnöke azonban megjegyzi, hogy a műanyag valószínűleg nem lesz olyan erős, mint a polietilén, mivel az aminosavak alacsony gyakorisággal épültek be a polimerekbe. Ha egy aminosavat adunk egy polimerhez, akkor gyakran a lánc megszakad, ami lerövidített, kis molekulatömegű polimereket hoz létre – magyarázza.
Kereskedelmi potenciál?
- 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.
vagy
Jelentkezzen be, vagy hozzon létre fiókot
-
Chae, T.A. et al. Nature Chem. Biol. https://doi.org/10.1038/s41589-025-01842-2 (2025).