Здесь рождаются новости.

Спроектированные микробы могут стать ключом к производству пластика из растений

С несколькими генетическими изменениями один из типов почвенных бактерий, употребляющих углеводород, сможет стать биологической фабрикой по превращени

С несколькими генетическими изменениями один из типов почвенных бактерий, употребляющих углеводород, сможет стать биологической фабрикой по превращению растений в пластик.

Исследователи из Висконсинского университета в Мэдисоне и Центра исследований биоэнергетики при Великих озерах (GLBRC), финансируемого Департаментом энергетики, надеются превратить древесные растения в замену нефти в производстве топлива и других химических веществ путем использования остатков, возникающих при добыче сахара в волокнистой целлюлозе, которая составляет большую часть клеточных стенок растений.

Основная часть работы по получению этих сахаров включает в себя удаление лигнина – полимера, который заполняет промежутки между целлюлозой и другими химическими компонентами в данных клеточных стенках.

Этот процесс оставляет много полезной целлюлозы и лигнина, который никогда не имел большой ценности. Бумажные фабрики уже более века убирают лигнин из дерева при производстве бумаги, и он считается ими настолько бесполезным, что они просто сжигают его в котлах.

«Они говорят, что из лигнина можно сделать что угодно, кроме денег», – отмечает Мигель Перес, аспирант Висконсинского университета в Мэдисоне.

Но они могут не знать о существовании Novphingobium aromaticivorans.

Мигель Перес, профессор Даниэль Ногера и его коллеги из GLBRC и Висконсинского энергетического института опубликовали в журнале Green Chemistry стратегию использования N. aromaticivorans для превращения лигнина в более ценный продукт.

«Лигнин является самым распространенным источником – помимо нефти – ароматических соединений на планете», – отмечает Ногера. Они подобны тем, которые используются для производства химикатов и пластмасс из нефти. Но, как известно, большую и сложную молекулу лигнина очень трудно эффективно разбить на полезные составляющие.

Там, где другие микробы собирают и отбирают, N. aromaticivorans превращается в биологическую воронку для ароматических соединений. Он уникален тем, что способен переваривать почти все кусочки лигнина и превращать их в более мелкие ароматические углеводороды.

«Другие микробы, которые мы тестировали раньше, были способны переваривать лишь несколько видов ароматических соединений, содержащихся в лигнине», – сообщает Перес. «Когда мы обнаружили этот микроб, он уже хорошо разлагал широкий спектр соединений. Это делает его очень перспективным вариантом».

В процессе переваривания микроб превращает эти ароматические соединения в 2-пирон-4,6-дикарбоновую кислоту, более известную как PDC. Удалив три гена из данного микроба, исследователи превратили промежуточный PDC в конечную точку производственной цепочки. Эти спроектированные бактерии стали воронками, в которые поступали различные кусочки лигнина, а вытекали уже PDC.

Биоинженеры в Японии научились использовать PDC для производства различных материалов, которые могут оказаться полезными для создания потребительских товаров.

«Они обнаружили, что это соединение работает так же или даже лучше, чем самая распространенная добавка к ПЭТ-полимерам на основе нефти, таким как пластиковые бутылки и синтетические волокна, которые являются наиболее широко используемыми полимерами в мире», – отмечает Перес.

Это могло бы стать привлекательной альтернативой пластику, способной естественным образом разрушаться в окружающей среде. Все что для этого требуется – большое количество PDC.

«Однако никто не производит его в промышленных масштабах, так как нынешние способы слишком дороги в реализации», – отмечает Ногера. «Однако мы научились превращать лигнин, который сейчас просто сжигают в печах, в PDC. Поэтому в будущем производители вполне могут снова обратить внимание на это соединение».

На данный момент спроектированные вариации N. aromaticivorans могут превращать, по меньшей мере, 59 процентов потенциально полезных соединений лигнина в PDC. Однако новое исследование показывает, что ученые могут добиться еще больших результатов.

«Если мы сможем увеличить объемы и скорость производства PDC, то нам вполне удастся создать новую промышленную отрасль», – добавляет Ногера.

Новости по теме:

  1. Ученые случайно выяснили о способности эспрессо подавлять редкое генетическое заболевание
  2. Совы могут «перенастраивать» внутренние часы для улучшения психического самочувствия
  3. Три мероприятия общественного здравоохранения могут спасти 94 миллиона человек от преждевременной смерти
  4. Производство альтернативного мяса называют потенциально прибыльным делом

Новости партнёров: