Pređite preko Spajdermena: Istraživači sa Politehničkog instituta Rensselaer razvili su soj bakterija koji može pretvoriti plastični otpad u biorazgradivu paukovu svilu sa višestrukom upotrebom.
Njihova nova studija, objavljena u časopisu Fabrike mikrobioloških ćelija, označava prvi put da su naučnici koristili bakterije da transformišu polietilensku plastiku – vrstu koja se koristi u mnogim predmetima za jednokratnu upotrebu – u proteinski proizvod visoke vrednosti.
Taj proizvod, koji istraživači nazivaju „bio-inspirisana paukova svila“ zbog svoje sličnosti sa svilenom paukovom kojom pletu svoju mrežu, ima primenu u tekstilu, kozmetici, pa čak i medicini.
„Paukova svila je prirodni kevlar“, rekla je dr Helen Ža, docent hemijskog i biološkog inženjerstva i jedan od istraživača RPI-a koji vodi projekat. „Može biti skoro jednako jak kao čelik pod zatezanjem. Međutim, šest puta je manje gust od čelika, tako da je veoma lagan. Kao bioplastika, rastezljiv je, čvrst, netoksičan i biorazgradiv.“
Svi ti atributi čine ga odličnim materijalom za budućnost u kojoj su obnovljivi resursi i izbegavanje trajnog zagađenja plastikom norma, rekao je Zha.
Polietilenska plastika, koja se nalazi u proizvodima kao što su plastične kese, flaše za vodu i ambalaža za hranu, najveći doprinosi zagađenju plastikom na globalnom nivou i može proći više od 1.000 godina da se prirodno razgradi. Reciklira se samo mali deo polietilenske plastike, tako da bi bakterije korišćene u studiji mogle da pomognu da se deo preostalog otpada „popravi u ciklusu“.
Pseudomonas aeruginosa, bakterija korišćena u studiji, može prirodno da konzumira polietilen kao izvor hrane. RPI tim se pozabavio izazovom projektovanja ove bakterije da pretvori atome ugljenika polietilena u genetski kodirani protein svile. Iznenađujuće, otkrili su da bi njihove novorazvijene bakterije mogle da proizvedu protein svile po prinosu koji bi mogao da parira nekim sojevima bakterija koji se konvencionalnije koriste u bioproizvodnji.
Osnovni biološki proces iza ove inovacije je nešto što ljudi koriste milenijumima.
„U suštini, bakterije fermentiraju plastiku. Fermentacija se koristi za pravljenje i očuvanje svih vrsta hrane, poput sira, hleba i vina, au biohemijskoj industriji se koristi za proizvodnju antibiotika, aminokiselina i organskih kiselina“, rekao je Mattheos Koffas, Ph.D., Dorothi i Fred Chau ʼ71 Profesor sazvežđa razvoja karijere u biokatalizi i metaboličkom inženjerstvu, i drugi istraživač koji vodi projekat, i koji je – zajedno sa Žom – član Centra za biotehnologiju i interdisciplinarne studije u Rensselaeru .
Da bi bakterije fermentirale polietilen, plastika se prvo „prevari“, rekao je Zha. Baš kao što ljudi treba da iseku i žvaću našu hranu na manje komade pre nego što naša tela mogu da je koriste, bakterije imaju poteškoća da jedu dugačke lance molekula, ili polimere, koji se sastoje od polietilena.
U studiji, Zha i Koffas su sarađivali sa istraživačima u Nacionalnoj laboratoriji Argonne, koji su depolimerizovali plastiku zagrevanjem pod pritiskom, proizvodeći meku, voštanu supstancu. Zatim je tim stavio sloj voska dobijenog od plastike na dno boca, koji je služio kao izvor hranljivih materija za kulturu bakterija. Ovo je u suprotnosti sa tipičnom fermentacijom, koja koristi šećere kao izvor hranljivih materija.
