Микробиологи "научили" цианобактерий производить биопластик

Дослідники навчили ціанобактерій природним чином виробляти пластик як побічний продукт фотосинтезу. Про це повідомляє SciTechDaily.

Ученим із Тюбінгенського університету вперше вдалося змінити метаболізм бактерій для виробництва пластику в промислових масштабах. Новий пластик може скласти конкуренцію екологічно шкідливим пластмасам на основі нафти.

"Промислове значення нової форми біопластику важко переоцінити", — говорить глава дослідження Карл Форчхаммер.

Наразі щорічно виробляється приблизно 370 млн тонн пластику. Згідно з прогнозами, у найближче десятиліття світове виробництво пластику виросте ще на 40%. Все більше й більше пластикових відходів потрапляє в природне середовище, де вони забруднюють океани. Крім цього, пластик зазвичай виробляється з нафти, яка під час спалювання виділяє в атмосферу додатковий CO2.

Вирішити ці проблеми може певний вид ціанобактерій з надзвичайними властивостями. Ціанобактерії роду Synechocystis виробляють полігідроксібутірат (ПГБ), природну форму пластику. ПГБ може стати заміною пластикового поліпропілену, але він швидше розкладається і не містить забруднювальних речовин.

Але кількість полігідроксібутірату, що продукується бактеріями, зазвичай дуже мала. Команді вчених вдалося ідентифікувати систему контролю у бактерій, яка обмежує внутрішньоклітинний потік фіксованого вуглецю до ПГБ. Після видалення відповідного регулятора і внесення додаткових генетичних змін, кількість виробленого біопластику збільшилася. У кінцевому підсумку, кількість продукованого ПГБ склала більше 80% від загальної маси клітини.

"Ми створили справжні пластикові бактерії", — говорить перший автор дослідження Моріц Кох.

Ціанобактерії, також відомі як мікроводорості або синьо-зелені водорості, є одними з найбільш непомітних, але важливих гравців на нашій планеті. Приблизно 2,3 млрд років тому саме синьо-зелені водорості створили атмосферу й озоновий шар, що захищає нас від УФ-випромінювання.

"Ціанобактерії в певному сенсі є прихованими чемпіонами нашої планети. Це лише підкреслює прихований потенціал цих організмів", — говорить Кох.

Оскільки синьо-зелені водорості потребують тільки воду, CO2 та сонячне світло, дослідники вважають, що вони є ідеальними кандидатами для екологічно безпечного й сталого виробництва.

"Це може бути початком революції у виробництві пластмас", — додає перший автор дослідження.

За словами вчених, довгострокова мета — оптимізувати використання бактерій і збільшити його до такої міри, щоб їхнє широкомасштабне використання стало можливим.