Микробиологи "научили" цианобактерий производить биопластик

цианобактерии, биопластик
Фото: цианобактерии

Исследователи модифицировали бактерии для производства биоразлагаемого пластика в промышленных масштабах.

Исследователи научили цианобактерии естественным образом производить пластик в качестве побочного продукта фотосинтеза. Об этом сообщает SciTechDaily.

Ученые из Тюбингенский университет впервые удалось изменить метаболизм бактерий для производства пластика в промышленных масштабах. Новый пластик может составить конкуренцию экологически вредным пластмассам на основе нефти.

"Промышленное значение новой формы биопластика трудно переоценить", – говорит глава исследования Карл Форчхаммер.

В настоящее время ежегодно производится около 370 млн тонн пластика. Согласно прогнозам, в ближайшее десятилетие мировое производство пластика вырастет еще на 40%. Все больше и больше пластиковых отходов попадает в естественную среду, где они загрязняют океаны. Кроме этого, пластик в основном производится из нефти, которая при сжигании выделяет в атмосферу дополнительный CO2.

Решить эти проблемы может определенный вид цианобактерий с удивительными свойствами. Цианобактерии рода Synechocystis производят полигидроксибутират (ПОБ), естественную форму пластика. ПОБ может стать заменой пластиковому полипропилену, но он быстрее разлагается и не содержит загрязняющих веществ.

Но количество полигидроксибутирата, продуцируемое бактериями, обычно очень мало. Команде ученых удалось идентифицировать систему контроля у бактерий, которая ограничивает внутриклеточный поток фиксированного углерода к ПОБ. После удаления соответствующего регулятора и внесения дополнительных генетических изменений, количество производимого биопластика увеличилось. В конечном итоге, число продуцируемого ПОБ составило более 80% от общей массы клетки.

цианобактерии, водоросли, пластик
Фото: University of Tübingen

"Мы создали настоящие пластиковые бактерии", – говорит первый автор исследования Мориц Кох.

Цианобактерии, также известные как микроводоросли или сине-зеленые водоросли, являются одними из самых незаметных, но важных игроков на нашей планете. Около 2,3 млрд лет назад именно сине-зеленые водоросли создали атмосферу и озоновый слой, защищающий нас от УФ-излучения.

"Цианобактерии в определенном смысле является скрытыми чемпионами нашей планеты. Это лишь подчеркивает скрытый потенциал этих организмов", – говорит Кох.

Поскольку сине-зеленые водоросли нуждаются только в воде, CO2 и солнечном свете, исследователи считают, что они являются идеальными кандидатами для экологически безопасного и устойчивого производства.

"Это может быть началом революции в производстве пластмасс", – добавляет первый автор исследования.

По словам ученых, долгосрочная цель – оптимизировать использование бактерий и увеличить его до такой степени, чтобы их широкомасштабное использование стало возможным.