Исследователи из Тюбингенского университета впервые смогли изменить метаболизм цианобактерий так, чтобы они могли производить биопластик в промышленных масштабах.
Цианобактерии могут создавать пластик в качестве побочного продукта своей жизнедеятельности. Как оказалось, обычно эти микроорганизмы ограничивают производство биопластика. Но ученые нашли способ снять эту блокировку и превратить эти создания в настоящие «биологические заводы»
Сегодня ежегодно производится около 370 миллионов тонн пластмасс. Согласно прогнозам, в следующем десятилетии мировое производство этих материалов увеличится еще на 40%. С одной стороны, пластик недорогой и может использоваться во множестве областей. С другой стороны, пластик плохо перерабатывается и являются причиной увеличения количества отходов и смертей животных.
Решить эти проблемы может помочь штамм цианобактерий с удивительными свойствами. Цианобактерии рода Synechocystis продуцируют полигидроксибутират (ПГБ) — один из видов биопластика. ПГБ можно использовать как замену полипропилену, но в отличие от своего «собрата», этот материал быстро разлагается в окружающей среде. Но до сих пор получать такой биопластик в промышленных масштабах было невозможно: бактерии вырабатывают целевое вещество в очень небольших количествах.
Ученые из Тюбингенского университета смогли найти у бактерий систему контроля, которая ограничивает поступающий в клетку поток углеродсодержащих соединений, из которых синтезируется ПГБ. После удаления соответствующего регулятора и нескольких генетических изменений количество биопластика, продуцируемого бактериями, сильно выросло и в конечном итоге составило более 80% от общей массы клетки.
Поскольку цианобактерии нуждаются только в воде, CO2 и солнечном свете, исследователи считают, что эти микроорганизмы являются идеальными кандидатами для устойчивого производства полигидроксибутирата в промышленных масштабах.
Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
