Sterk og fleksibel nylonfiber laget av ingeniørbiologiske bakterier for første gang

Sterk og fleksibel nylonfiber laget av ingeniørbiologiske bakterier for første gang

Forskere har genmodifisert mikrober for å lage en sterk, fleksibel plast som ligner på nylon for første gang.

Tidligere har bakterier blitt brukt til å generere polyestere som polyhydroksyalkanoater (PHA). Men å produsere nylonlignende plast som de som brukes i kles- og fottøyindustrien har vært utfordrende, rapporterer forfatterne i dagens utgave avNatur kjemisk biologi. 1

"Arbeidet er imponerende," sier Colin Scott, leder for enzymingeniør ved Uluu, et Perth, Australia-basert selskap som bruker mikrober til å produsere komposterbare PHAer fra alger.

Rundt 400 millioner tonn ikke-nedbrytbart, petroleumsbasert plastavfall og mikroplast produseres årlig over hele verden, og setter dyrelivet, menneskers helse og planeten i fare. "Dette arbeidet fremhever hvor mye biologi kan gjøre for å bekjempe denne krisen," sier Scott.

Hackende natur

Bakterier produserer naturlig polymerer for å lagre næringsstoffer i tider med knapphet. Det er imidlertid vanskelig å bruke bakterier for å lage en nylonlignende plast fordi det ikke er noen naturlig forekommende enzymer som kan lage denne typen polymer, forklarer medforfatter Sang Yup Lee, en biomolekylær ingeniør ved Korea Advanced Institute of Science and Technology i Daejeon, Sør-Korea.

For å løse dette problemet modifiserte forskerne de genkodende genene til forskjellige bakteriearter og satte dem inn som DNA-løkker kalt plasmiderEscherichia colia, en bakterie som ofte brukes til mulighetsstudier.

Disse genene kodet deretter for flere nye enzymer som kunne koble sammen molekylkjeder for å lage polymerer. Sluttproduktet var en bioplast kalt poly(esteramid) eller PEA, som for det meste var polyester med noen nylonlignende amidbindinger.

Nylon er en polymer som består av 100 % amidbindinger, så det er fortsatt en lang vei å gå før bakterier kan etterligne denne typen plast på riktig måte, sier Yup Lee.

Tester har vist at én type PEA har fysiske, termiske og mekaniske egenskaper som kan sammenlignes med polyetylen, en av de mest brukte kommersielle plastene.

Seiichi Taguchi, en bioproduksjonsingeniør ved Kobe University i Japan, bemerker imidlertid at plasten er usannsynlig å være like sterk som polyetylen på grunn av den lave frekvensen som aminosyrene ble innlemmet i polymerene. Tilsetning av en aminosyre til en polymer resulterer ofte i kjedeavbrudd, og skaper forkortede polymerer med lav molekylvekt, forklarer han.

Kommersielt potensial?

• 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.

Tilgang gjennom institusjonen din

eller

Logg inn eller opprett en konto

Fortsett med Google

Fortsett med ORCiD

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

   Artikkel
   Google Scholar

Last ned referanser