Может заменить нефтянку: кишечную палочку научили синтезировать пластик

Возможно проблема пластикового загрязнения станет менее острой

Благодаря своим свойствам разные виды пластика стали незаменимым аспектом жизни человека, однако это же привело к небывалым масштабам загрязнения нашей планеты разного рода отходами. Поэтому в последнее время ученые по всему миру ищут возможность заменить его или по крайней мере сделать его менее опасным. И, возможно, в этом им поможет обычная кишечная палочка.

Новое исследование обнародовано южнокорейскими учеными в журнале Nature Chemical Biology 17 марта 2025 года. Для своих целей они генетически модифицировали бактерию Escherichia coli (она же E.coli), которая может помочь в синтезе полиэстерамида (PEA).

Ученые оценили, что лишь в 2022 году человечество произвело около 400 миллионов тонн пластика. И в подавляющем большинстве случаев, речь идет о работе нефтяной промышленности. Однако в возобновляемых альтернатив тоже есть будущее и в новом исследовании это хорошо демонстрируется.

Вряд ли кого-нибудь удивит то, что живые организмы умеют в синтез полимеров. В качестве наиболее очевидного примера можно привести целлюлозу — основную составляющую клеток растений, которая часто ассоциируется с древесиной. Другими примерами может стать хитин насекомых и огромное количество белков от которых зависит множество функций в любом организме.

E.coli хоть и может вызывать не самые приятные ассоциации, однако она имеет ряд неоспоримых преимуществ. Она наиболее хорошо изучена, быстро растет, имеет большое распространение и относительно безопасна для человека. Кроме того, ученые знают, что в нее можно легко встроить чужие гены, чтобы заставить ее работать как биофабрику.

Так и получилось, что новый штамм бактерий "научили" активировать разные аминокислоты при помощи специального фермента со сложным названием бета-аланин КоА-трансферазы. Затем с помощью другого фермента с еще более сложным названием полигидроксиалканоат синтаза (PHA-synthase) эти аминокислоты начали превращать в длинные полимерные цепочки.

На выходе они получили разные пластики, свойства которых зависят от того, какие аминокислоты участвовали в процессе и в каком соотношении. Например, чем больше в процессе использовалось аминокислоты 3-аминопропионата (честно, это последнее сложное название), тем более мягким и гибким становился конечный полимер.

В целом новый материал получился в некой мере похожим по свойствам на полиэтилен высокой плотности. Если учесть, что этот полимер является одним из наиболее используемых в мире, то видно, что у технологии явно есть большое будущее.

В качестве доказательства своей концепции, авторы произвели 55 граммов PEA на литр. Они отмечают, что производство можно легко масштабировать, а биоразлагаемость материала делает его более экологически чистой альтернативой традиционным пластикам.

Как сообщалось ранее, крошечный бактериальный паразит может сэкономить человечеству миллиарды долларов на очистке воды.