Suche
Mein Konto
Sterke en flexibele nylonvezel, voor het eerst gemaakt van technische biologiebacteriën
Voor het eerst hebben wetenschappers genetisch gemodificeerde bacteriën ontwikkeld die flexibel, nylonachtig plastic produceren.
Sterke en flexibele nylonvezel, voor het eerst gemaakt van technische biologiebacteriën
Onderzoekers hebben voor het eerst genetisch gemodificeerde microben ontwikkeld om een sterk, flexibel plastic te creëren dat lijkt op nylon.
In het verleden zijn bacteriën gebruikt om polyesters zoals polyhydroxyalkanoaten (PHA's) te genereren. Maar het produceren van nylonachtige kunststoffen, zoals die gebruikt worden in de kleding- en schoenenindustrie, is een uitdaging geweest, rapporteren de auteurs in de uitgave van vandaag.Natuur Chemische Biologie. 1
“Het werk is indrukwekkend”, zegt Colin Scott, hoofd enzymtechniek bij Uluu, een in Perth, Australië gevestigd bedrijf dat microben gebruikt om composteerbare PHA’s uit algen te produceren.
Wereldwijd wordt jaarlijks ongeveer 400 miljoen ton niet-afbreekbaar, op aardolie gebaseerd plastic afval en microplastics geproduceerd, wat de natuur, de menselijke gezondheid en de planeet in gevaar brengt. “Dit werk laat zien hoeveel de biologie kan doen om deze crisis te bestrijden”, zegt Scott.
De natuur hacken
Bacteriën produceren van nature polymeren om voedingsstoffen op te slaan in tijden van schaarste. Het is echter moeilijk om bacteriën te gebruiken om nylonachtig plastic te maken, omdat er geen natuurlijk voorkomende enzymen zijn die dit type polymeer kunnen maken, legt co-auteur Sang Yup Lee uit, een biomoleculair ingenieur aan het Korea Advanced Institute of Science and Technology in Daejeon, Zuid-Korea.
Om dit probleem op te lossen, hebben de onderzoekers de gencoderende genen van verschillende bacteriesoorten aangepast en deze ingevoegd als DNA-lussen die plasmiden worden genoemd.Escherichia colia, een bacterie die vaak wordt gebruikt voor haalbaarheidsstudies.
Deze genen codeerden vervolgens voor verschillende nieuwe enzymen die moleculaire ketens konden verbinden om polymeren te creëren. Het eindproduct was een bioplastic genaamd poly(esteramide) of PEA, dat voornamelijk uit polyester bestond met enkele nylonachtige amidebindingen.
Nylon is een polymeer dat voor 100% uit amidebindingen bestaat, dus er is nog een lange weg te gaan voordat bacteriën dit soort plastic goed kunnen nabootsen, zegt Yup Lee.
Uit tests is gebleken dat één type PEA fysieke, thermische en mechanische eigenschappen heeft die vergelijkbaar zijn met die van polyethyleen, een van de meest gebruikte commerciële kunststoffen.
Seiichi Taguchi, een bioproductie-ingenieur aan de Kobe Universiteit in Japan, merkt echter op dat het onwaarschijnlijk is dat het plastic zo sterk zal zijn als polyethyleen vanwege de lage frequentie waarmee de aminozuren in de polymeren werden opgenomen. Het toevoegen van een aminozuur aan een polymeer resulteert vaak in ketenverstoring, waardoor verkorte polymeren met een laag molecuulgewicht ontstaan, legt hij uit.
Commercieel potentieel?
- 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.
of
Log in of maak een account aan
-
Chae, TA et al. Natuur Chem. Biol. https://doi.org/10.1038/s41589-025-01842-2 (2025).