Fibră de nailon puternică și flexibilă, fabricată pentru prima dată din bacterii de biologie inginerească

Fibră de nailon puternică și flexibilă, fabricată pentru prima dată din bacterii de biologie inginerească

Cercetătorii au modificat genetic microbi pentru a crea pentru prima dată un plastic rezistent și flexibil, similar nailonului.

În trecut, bacteriile au fost folosite pentru a genera poliesteri, cum ar fi polihidroxialcanoații (PHA). Dar producerea de materiale plastice asemănătoare nailonului, cum ar fi cele utilizate în industria de îmbrăcăminte și încălțăminte, a fost o provocare, raportează autorii în numărul de astăzi alNatură Biologie Chimică. 1

„Munca este impresionantă”, spune Colin Scott, șeful de inginerie enzimatică la Uluu, o companie cu sediul în Perth, Australia, care folosește microbi pentru a produce PHA compostabile din alge.

Aproximativ 400 de milioane de tone de deșeuri de plastic nedegradabile pe bază de petrol și microplastice sunt produse anual în întreaga lume, punând în pericol viața sălbatică, sănătatea umană și planeta. „Această lucrare evidențiază cât de mult poate face biologia pentru a combate această criză”, spune Scott.

Hacking natura

Bacteriile produc în mod natural polimeri pentru a stoca nutrienți în perioadele de deficit. Cu toate acestea, utilizarea bacteriilor pentru a face un plastic asemănător nailonului este dificilă, deoarece nu există enzime naturale care să poată crea acest tip de polimer, explică coautorul Sang Yup Lee, inginer biomolecular la Institutul Avansat de Știință și Tehnologie din Coreea din Daejeon, Coreea de Sud.

Pentru a rezolva această problemă, cercetătorii au modificat genele care codifică gene ale diferitelor specii bacteriene și le-au introdus ca bucle de ADN numite plasmide.Escherichia colia, o bacterie folosită adesea pentru studii de fezabilitate.

Aceste gene au codificat apoi mai multe enzime noi care ar putea conecta lanțuri moleculare pentru a crea polimeri. Produsul final a fost un bioplastic numit poli(esteramidă) sau PEA, care era în mare parte poliester cu niște legături amidice asemănătoare nailonului.

Nailonul este un polimer format din legături 100% amidice, așa că mai este mult de parcurs până când bacteriile pot imita în mod corespunzător acest tip de plastic, spune Yup Lee.

Testele au arătat că un tip de PEA are proprietăți fizice, termice și mecanice comparabile cu cele ale polietilenei, unul dintre cele mai frecvent utilizate materiale plastice comerciale.

Cu toate acestea, Seiichi Taguchi, inginer de bioproducție la Universitatea Kobe din Japonia, observă că plasticul este puțin probabil să fie la fel de puternic ca polietilena din cauza frecvenței scăzute la care aminoacizii au fost încorporați în polimeri. Adăugarea unui aminoacid la un polimer duce adesea la ruperea lanțului, creând polimeri scurtați, cu greutate moleculară mică, explică el.

Potential comercial?

• 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.

Acces prin instituția dumneavoastră

sau

Conectează-te sau creează un cont

Continuați cu Google

Continuați cu ORCiD

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

   Articol
   Google Academic

Descărcați referințe