Бактерии вместо нефти: проект Charité получил €3,1 млн на климатически нейтральный пластик
Европейская команда под руководством берлинской клиники Charité запустила проект CarboNcare, цель которого — научить бактерии производить сырьё для пластика, косметики и лекарств из метанола, полученного из атмосферного CO₂. Если технология заработает, нефть, газ и уголь станут не нужны для выпуска большинства повседневных химических продуктов. Проект финансируется грантом Pathfinder Европейского инновационного совета (EIC) в размере €3,1 млн — программой, созданной специально для поддержки прорывных технологий с высоким рыночным потенциалом.
«Наша цель — отвязать химическое производство и от ископаемого топлива, и от растительного сырья, — говорит руководитель проекта Штеффен Линднер-Мелих (Steffen Lindner-Mehlich), учёный Института биохимии Charité. — Мы хотим сделать химическую промышленность устойчивой, не ставя под угрозу продовольственную безопасность».
Последняя оговорка принципиальна: многие существующие «зелёные» альтернативы нефтехимии — например, биопластик из кукурузного крахмала — требуют сельскохозяйственных земель и конкурируют с производством продуктов питания. CarboNcare обходит эту проблему, используя метанол — вещество, которое уже сегодня умеют получать из CO₂, уловленного прямо из атмосферы.
Замкнутый углеродный цикл через бактериальные фабрики
Идея проекта — создать замкнутый углеродный цикл. Когда пластиковый продукт сжигается в конце жизненного цикла, выделяемый CO₂ улавливается, превращается в метанол, а из метанола бактерии производят новое химическое сырьё — и цикл замыкается без дополнительных выбросов.
Конкретные продукты, которые должны научиться производить бактерии, — три ключевых промежуточных вещества: лактат, сукцинат и 2,3-бутандиол. Из них промышленность уже сегодня делает таблеточные оболочки для лекарств, консерванты и усилители вкуса для продуктов питания, биоразлагаемый пластик, помады и кремы для косметики, а также каучук для автомобильных шин.
Для этого учёные генетически перепрограммируют два промышленных штамма бактерий — кишечную палочку (Escherichia coli) и почвенную бактерию Pseudomonas putida — так, чтобы они «питались» метанолом и выделяли нужные вещества. Главная техническая трудность: бактерии естественным образом направляют энергию на собственный рост, а не на производство полезных молекул.
«Именно поэтому мы связываем рост бактерий напрямую с производством целевого химиката, — объясняет Линднер-Мелих. — Если бактерия хочет расти — она обязана одновременно выделять нужное нам вещество. Это повышает выход продукта и делает процесс предсказуемым, что критически важно для промышленного масштаба».
Восемь партнёров и путь к промышленности
CarboNcare — не чисто академический проект. В консорциум входят восемь организаций из шести стран, объединяющие фундаментальную науку, инженерию и промышленную экспертизу:
- Charité — Universitätsmedizin Berlin (Германия) — координатор проекта, молекулярная биология и метаболическая инженерия.
- Общество Макса Планка (Германия) — фундаментальные исследования метаболизма.
- DECHEMA (Германия) — общество химической инженерии и биотехнологии, мост между наукой и индустрией.
- Лейденский университет (Нидерланды) — биоинформатика и компьютерное моделирование метаболических путей.
- CEA — Комиссариат по атомной и альтернативной энергии (Франция) — промышленная биотехнология.
- Датский технический университет DTU (Дания) — ферментационные технологии.
- IN SRL (Италия) — промышленный партнёр.
- Университет прикладных наук HES-SO (Швейцария) — оценка экологического следа и экономической жизнеспособности.
Метод работы — сначала компьютерное моделирование биохимических процессов, затем целенаправленные генетические модификации, затем масштабирование ферментации до промышленного уровня. На каждом этапе параллельно оценивается экологический след и экономическая целесообразность.
Рыночный контекст и конкуренты
Масштаб рынка, на который нацелен проект, впечатляет. Только глобальный рынок лактата — одного из трёх целевых продуктов — оценивался в €2,9 млрд в 2021 году и продолжает расти. Рынок сукцината к 2027 году, по прогнозам Grand View Research, достигнет $260 млн, а 2,3-бутандиола — перспективного предшественника для каучука и растворителей — находится на стадии активной коммерциализации.
CarboNcare не единственный проект в этом пространстве. В 2025 году компания LanzaTech (США) начала коммерческие поставки этанола, произведённого бактериями из промышленных выбросов CO — партнёр Zara использует его для производства полиэстера. Стартап Solugen (Хьюстон) масштабирует ферментативное производство органических кислот из растительного сырья. Однако подход CarboNcare отличается принципиально: он исключает растительное сырьё, используя только метанол из CO₂, что снимает конфликт с продовольственной безопасностью.
Для химической промышленности, на которую приходится около 5–6% глобальных выбросов CO₂, замена нефтяного сырья метанолом из атмосферного углекислого газа — не косметическое улучшение, а структурный сдвиг. Если бактериальные фабрики CarboNcare выйдут за пределы лаборатории, они могут стать одним из элементов декарбонизации одной из самых трудноизменяемых отраслей мировой экономики.
Источник: пресс-релиз Charité — Universitätsmedizin Berlin (EurekAlert). Проект CarboNcare финансируется грантом EIC Pathfinder, программа Horizon Europe.
