Suche
Mein Konto
Mocne i elastyczne włókno nylonowe po raz pierwszy wykonane z bakterii biologii inżynierskiej
Po raz pierwszy naukowcy opracowali genetycznie zmodyfikowane bakterie, które wytwarzają elastyczny plastik przypominający nylon.
Mocne i elastyczne włókno nylonowe po raz pierwszy wykonane z bakterii biologii inżynierskiej
Naukowcy po raz pierwszy zmodyfikowali genetycznie drobnoustroje, aby stworzyć mocny, elastyczny plastik podobny do nylonu.
W przeszłości bakterie były wykorzystywane do wytwarzania poliestrów, takich jak polihydroksyalkaniany (PHA). Jednak w dzisiejszym wydaniu autorzy podają, że produkcja tworzyw sztucznych nylonopodobnych, takich jak te stosowane w przemyśle odzieżowym i obuwniczym, stanowiła wyzwanieNatura Chemiczna Biologia. 1
„Praca jest imponująca” – mówi Colin Scott, szef inżynierii enzymów w Uluu, firmie z siedzibą w Perth w Australii, która wykorzystuje drobnoustroje do produkcji kompostowalnych PHA z alg.
Co roku na całym świecie produkuje się około 400 milionów ton nieulegających rozkładowi odpadów z tworzyw sztucznych na bazie ropy naftowej i mikrodrobin plastiku, co zagraża dzikiej przyrodzie, zdrowiu ludzkiemu i planecie. „Ta praca pokazuje, jak wiele biologia może zrobić, aby zaradzić temu kryzysowi” – mówi Scott.
Hakowanie natury
Bakterie w naturalny sposób wytwarzają polimery do przechowywania składników odżywczych w okresach niedoboru. Jednak wykorzystanie bakterii do wytworzenia plastiku podobnego do nylonu jest trudne, ponieważ nie ma naturalnie występujących enzymów, które mogłyby wytworzyć tego typu polimer, wyjaśnia współautor Sang Yup Lee, inżynier biomolekularny w Korea Advanced Institute of Science and Technology w Daejeon w Korei Południowej.
Aby rozwiązać ten problem, naukowcy zmodyfikowali geny kodujące geny różnych gatunków bakterii i wprowadzili je w postaci pętli DNA zwanych plazmidamiEscherichia colia, bakteria często wykorzystywana w badaniach wykonalności.
Geny te kodowały następnie kilka nowych enzymów, które mogły łączyć łańcuchy molekularne w celu utworzenia polimerów. Produktem końcowym był bioplastik zwany poli(esteramidem) lub PEA, składający się głównie z poliestru z pewnymi nylonowymi wiązaniami amidowymi.
Nylon to polimer składający się w 100% z wiązań amidowych, więc przed bakteriami jest jeszcze długa droga, zanim bakterie będą w stanie prawidłowo naśladować tego typu plastik, mówi Yup Lee.
Badania wykazały, że jeden rodzaj PEA ma właściwości fizyczne, termiczne i mechaniczne porównywalne z polietylenem, jednym z najczęściej stosowanych tworzyw sztucznych na rynku.
Jednakże Seiichi Taguchi, inżynier ds. bioprodukcji na Uniwersytecie Kobe w Japonii, zauważa, że jest mało prawdopodobne, aby tworzywo sztuczne było tak wytrzymałe jak polietylen ze względu na niską częstotliwość włączania aminokwasów do polimerów. Wyjaśnia, że dodanie aminokwasu do polimeru często powoduje przerwanie łańcucha, w wyniku czego powstają skrócone polimery o niskiej masie cząsteczkowej.
Potencjał komercyjny?
- 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.
Lub
-
Chae, T.A. i in. Natura Chem. Biol. https://doi.org/10.1038/s41589-025-01842-2 (2025).