Генетически улучшенные бактерии производят паучий шелк из пластиковых отходов

Ученые вывели штамм бактерий, способных превращать пластиковые отходы в биоразлагаемый паучий шелк, который можно использовать в самых разных целях

Полиэтилен – самый распространенный полимер в современном мире. Это очень прочный материал, имеющий множество применений. К сожалению, его недостатком является то, что он составляет огромную часть пластиковых отходов и лишь небольшая часть полиэтилена перерабатывается. В настоящее время на полиэтилен приходится около 34% всех пластиковых отходов, и только около 9% этого материала перерабатывается. Специалисты из Политехнического института Ренсселаера (США) решили проблему полиэтиленовых отходов с помощью умных генетически усовершенствованных бактерий.

Фото: news.stv.tv

Хелен Чжао и ее коллеги использовали бактерии Pseudomonas aeruginosa, способные расщеплять полиэтиленовый пластик. Они генетически сконструировали их так, чтобы из атомов углерода, извлеченных из пластика, получался материал, похожий на паучий шелк. Не случайно пауки используют такой материал для создания паутины. Он обладает рядом очень интересных свойств, которые мы можем использовать. Результаты исследования были недавно опубликованы в журнале Microbial Cell Factories.

Паучий шелк из отходов

«Паучий шелк – это как натуральный кевлар. Он почти такой же прочный, как сталь, но в шесть раз менее плотный и поэтому очень легкий. На самом деле это биопластик, который растягивается, очень прочный, нетоксичный и биоразлагаемый. Эти свойства делают паучий шелк материалом будущего», – комментирует Чжао.

Даже лучшие химики мира не смогли бы превратить полиэтиленовый пластик в паучий шелк. Но бактерии могут. Самое интересное, что, в отличие от традиционного производства пластмасс, их процесс не требует больших затрат энергии и токсичных химикатов.

Весь процесс похож на ферментацию, только без использования сахаров. Чтобы бактерии могли ферментировать полиэтилен, материал должен быть подготовлен для них. Поэтому ученые сначала «деполимеризовали» пластик, воздействуя на него теплом и давлением. В результате получилось мягкое, воскообразное вещество, которое затем послужило источником питательных веществ для бактерий. Материал, похожий на шелк-сырец, был очищен и высушен в сублимационной камере.

Фото: creativecommons.org

Бактериальное производство пластика еще нуждается в доработке, особенно на этапе переработки полученного белка в конечный материал, похожий на паучий шелк. Сейчас исследователи хотят сосредоточиться на том, чтобы сделать производство паучьего шелка из полиэтиленовых пластиков экономически выгодным.