Идея заключается в модификации бактерий, чтобы они производили полимеры — такие как полигидроксиалканоаты (PHA) — используя исключительно углерод, получаемый из глюкозы. PHA образуются, когда бактерии, получающие избыток углерода, но ограниченные в других питательных веществах, начинают связывать углеродные молекулы в длинные цепочки полимеров. Это процесс, который можно адаптировать под создание разнообразных полимеров.
Исследователи сосредоточились на ферменте, называемом PHA-синтаза, который позволяет бактериям собирать углеродные молекулы в полимеры. Уникальность этого фермента заключается в его способности связывать различные молекулы, если они могут образовывать эфирные связи. Это открывает широкие возможности для производства полимеров, включающих различные химические вещества.
В ходе эксперимента ученые использовали ферменты из бактерий Clostridium и Pseudomonas, которые, модифицированные мутациями, смогли объединить аминокислоты в полимер. Однако первоначальный процесс оказался медленным и неэффективным. В ответ на это исследователи начали вводить дополнительные гены, способствующие более активному производству аминокислот, что значительно увеличило выход полимеров.
Кроме того, для повышения эффективности работы системы ученые удалили ген, который способствует образованию молочной кислоты, что привело к уменьшению ее присутствия в полимере. Это позволило создавать более чистые и функциональные материалы. В результате, с помощью дополнительных ферментов и генетических изменений, бактерии начали производить полимеры с высокими выходами — до 50% от массы бактерий.
Этот процесс демонстрирует гибкость и потенциал биотехнологий в производстве пластика, который может быть не только биоразлагаемым, но и адаптируемым под различные свойства. Несмотря на сложности, такие как неполный контроль за составом полимера и медленность производства, это открывает новые горизонты для создания экологически чистых пластиковых материалов.
Хотя технология еще не готова к массовому применению, но демонстрирует огромный потенциал и может стать важным шагом в направлении устойчивого производства пластика в будущем.
Источник: https://arstechnica.com/science/2025/03/researchers-engineer-bacteria-to-produce-plastics/
Если вам понравился материал, кликните значок - вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал - не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!
