Модифицированные микробы помогут производить пластик из растений
Специалисты из Университета Висконсин-Мэдисона генетически модифицировали почвенные бактерии, питающиеся углеводами, чтобы они производили альтернативу пластику из растительного сырья.
Команда искала способ эффективного использования лигнина – полимера, заполняющего пространство между целлюлозой и другими химическими компонентами в клеточных стенках растений, сообщает eurekalert.org. Обычно его просто сжигают. Мигель Перес, профессор Даниэль Ногера и их коллеги использовали бактерию Novosphingobium aromaticivorans для превращения лигнина в более полезные соединения.
Результаты исследования представлены в Green Chemistry.
«Лигнин – один из самых обильных, помимо нефти, источников ароматических соединений, — сказал Ногера. – Но его молекулы сложно расщеплять на полезные компоненты».
N. aromaticivorans впервые изолировали из почвы, загрязненной нефтепродуктами. Бактерия характеризуется «всеядностью» — она может переварить почти любой компонент лигнина, превращая его в меньшие ароматические углеводы.
«Другие микробы расщепляли только некоторые типы ароматических составляющих полимера, — сказал Перес. – Эта бактерия изначально хорошо разлагала широкий спектр компонентов».
В процессе пищеварения вид превращает их в 2-пирон-4,6-дикарбоновую кислоту (PDC). Удалив из бактерии 3 гена, ученые превратили ее промежуточные формы в конечный продукт. Микроорганизм стал эффективно превращать разные элементы лигнина в PDC. Биоинженеры Японии используют вещество в производстве разных материалов, полезных для потребительских товаров.
«Они выяснили, что вещество соответствует или даже превосходит по характеристикам полимеры из нефтепродуктов, добавляемые в пластик», — сказал Перес.
Широкому внедрению PDC мешала сложность получения. В данный момент не существует промышленного процесса производства кислоты. Авторы надеются, что их проект поможет решить проблему. Сейчас модифицированная бактерия превращает минимум 59% потенциально полезных компонентов лигнина в PDC. Но ученые уверены, что этот параметр можно увеличить.
