Группа биоинженеров из Японии представила новую разработку: бактерии E. coli, которые производят биоразлагаемый пластик PDCA (пиридиндикарбоновая кислота). Материал по прочности сопоставим, а иногда даже превосходит широко используемый полиэтилентерефталат (ПЭТ). Исследование опубликовано в журнале Metabolic Engineering.
Ученые отмечают, что долговечность традиционного пластика стала одновременно его главным достоинством и источником глобальных экологических проблем. К тому же ПЭТ получают из нефти, что делает его невозобновляемым и зависимым от сырьевых рынков. PDCA рассматривается как перспективная альтернатива: он биоразлагаем и демонстрирует высокие физические свойства.
“Большинство биотехнологических стратегий ориентировано на соединения из углерода, кислорода и водорода. Но многие перспективные молекулы содержат азот, и для их синтеза не существовало эффективных подходов. Мы предложили решение через клеточный метаболизм”, – пояснил руководитель исследования Цутому Танака.
Команда смогла достичь рекордных результатов: концентрации PDCA в биореакторах оказались более чем в семь раз выше по сравнению с ранее зарегистрированными показателями. При этом им удалось избежать побочных продуктов, характерных для химических методов синтеза.
Однако исследователи столкнулись с проблемой: один из ферментов в процессе создавал перекись водорода, которая разрушала сам фермент. Решением стало добавление веществ, связывающих H₂O₂. “Мы преодолели это ограничение, но для масштабного производства придется учитывать новые экономические и логистические вызовы”, – отметил Танака.
Ученые уже строят планы по дальнейшей оптимизации метода. “Возможность получать такие объемы в биореакторах – это фундамент для практического внедрения. Но еще важнее, что мы показали: ферменты азотного обмена могут быть использованы для синтеза новых молекул. Это расширяет горизонты биоинженерии”, – заключил исследователь.
