Создание экологичного пластика из сахара: новый биотехнологический прорыв
Корейские ученые разработали метод производства биоразлагаемых полимеров с использованием модифицированных бактерий. Эти микробы питаются глюкозой и превращают ее в материал, напоминающий пластик, но безопасный для природы.
Как работают бактерии?
Исследование, опубликованное в журнале Nature, основано на природном механизме накопления энергии у бактерий. Когда у них достаточно углерода, но не хватает других питательных веществ, они объединяют небольшие молекулы в полимеры. В благоприятных условиях бактерии разрушают эти полимеры и используют их компоненты.
Гибкость и модификации
Ключевой фермент PHA-синтаза способен работать с разными молекулами. Ученые уже выявили более 150 различных веществ, которые бактерии могут включать в свои полимеры.
Чтобы повысить эффективность процесса, исследователи модифицировали два фермента:
— Первый (из Clostridium) помогает связывать аминокислоты с коферментом А.
— Второй (из Pseudomonas) соединяет эти молекулы в полимер.
Бактерию E. coli наделили этими ферментами, а также генами для синтеза лизина, что увеличило выход полимера. Ученые также отключили ген, отвечающий за выработку молочной кислоты, чтобы очистить конечный продукт.
Преимущества и перспективы
— Биоразлагаемость: ферментативно созданные полимеры легко разлагаются в природе.
— Гибкость структуры: можно получать материалы с разными химическими свойствами.
— Экологичность: снижает потребность в пластмассах на основе нефти.
Трудности и ограничения
— Невозможно полностью контролировать состав полимера.
— Требуется очистка материала от примесей клеточного метаболизма.
— Производственный процесс пока медленнее, чем у традиционного пластика.
Несмотря на эти препятствия, новая технология открывает перспективы создания экологичных биополимеров, которые могут заменить традиционные пластиковые изделия.