Мікробіологи "навчили" ціанобактерій виробляти біопластик

ціанобактерії, біопластик
Фото: Ціанобактерії

Дослідники модифікували бактерії для виробництва біорозкладаного пластику в промислових масштабах.

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.

ціанобактерії, водорості, пластик
Фото: цианобактерии

"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.