Suche
Mein Konto
Silné a flexibilné nylonové vlákno vyrobené z inžinierskych biologických baktérií po prvýkrát
Vedci po prvýkrát vyvinuli geneticky modifikované baktérie, ktoré produkujú pružný plast podobný nylonu.
Silné a flexibilné nylonové vlákno vyrobené z inžinierskych biologických baktérií po prvýkrát
Výskumníci po prvýkrát geneticky modifikovali mikróby, aby vytvorili pevný, pružný plast podobný nylonu.
V minulosti sa baktérie používali na vytváranie polyesterov, ako sú polyhydroxyalkanoáty (PHA). Ale výroba plastov podobných nylonu, aké sa používajú v odevnom a obuvníckom priemysle, bola náročná, uvádzajú autori v dnešnom vydaníPrírodná chemická biológia. 1
"Práca je pôsobivá," hovorí Colin Scott, vedúci enzýmového inžinierstva v Uluu, spoločnosti so sídlom v Perthe v Austrálii, ktorá používa mikróby na výrobu kompostovateľných PHA z rias.
Ročne sa na celom svete vyprodukuje okolo 400 miliónov ton nerozložiteľného plastového odpadu a mikroplastov na báze ropy, čo ohrozuje divokú prírodu, ľudské zdravie a planétu. „Táto práca poukazuje na to, koľko môže biológia urobiť v boji proti tejto kríze,“ hovorí Scott.
Hackovanie prírody
Baktérie prirodzene produkujú polyméry na ukladanie živín v čase ich nedostatku. Použitie baktérií na výrobu plastu podobného nylonu je však ťažké, pretože neexistujú žiadne prirodzene sa vyskytujúce enzýmy, ktoré by dokázali vytvoriť tento typ polyméru, vysvetľuje spoluautor Sang Yup Lee, biomolekulárny inžinier z Kórejského pokročilého inštitútu vedy a technológie v Daejeone v Južnej Kórei.
Na vyriešenie tohto problému výskumníci upravili gény kódujúce gény rôznych druhov baktérií a vložili ich ako slučky DNA nazývané plazmidy.Escherichia colia, baktéria často používaná na štúdie uskutočniteľnosti.
Tieto gény potom kódovali niekoľko nových enzýmov, ktoré by mohli spájať molekulárne reťazce a vytvárať polyméry. Konečným produktom bol bioplast nazývaný poly(esteramid) alebo PEA, čo bol väčšinou polyester s niektorými amidovými väzbami podobnými nylonu.
Nylon je polymér vyrobený zo 100% amidových väzieb, takže je ešte dlhá cesta, kým baktérie dokážu správne napodobniť tento typ plastu, hovorí Yup Lee.
Testy ukázali, že jeden typ PEA má fyzikálne, tepelné a mechanické vlastnosti porovnateľné s polyetylénom, jedným z najčastejšie používaných komerčných plastov.
Seiichi Taguchi, inžinier bioprodukcie z Kobe University v Japonsku, však poznamenáva, že plast pravdepodobne nebude taký pevný ako polyetylén kvôli nízkej frekvencii, pri ktorej boli aminokyseliny začlenené do polymérov. Pridanie aminokyseliny do polyméru často vedie k narušeniu reťazca, čím sa vytvárajú skrátené polyméry s nízkou molekulovou hmotnosťou, vysvetľuje.
Komerčný 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.
alebo
Prihláste sa alebo si vytvorte účet
-
Chae, T.A. a kol. Nature Chem. Biol. https://doi.org/10.1038/s41589-025-01842-2 (2025).