![]() |
Бактерии производят материалы, которые интересуют человека: целлюлозу, шёлк и минералы. Преимущество такого способа производства в устойчивости, простоте — процесс происходит при комнатной температуре и в воде — и экологичности. Недостаток — в длительности процесса и малых объёмах продукции, что не подходит для промышленного использования. Исследователи работают над тем, чтобы бактерии быстрее производили большие объёмы нужного продукта. Для этого нужно либо изменить геном бактерий, либо выбрать наиболее подходящие штаммы и их культивировать. Исследовательская группа под руководством профессора Андре Штударта из ETH Zurich предложила новый подход. Они использовали бактерию Komagataeibacter sucrofermentans, которая производит целлюлозу. Учёные применили принципы естественного отбора и быстро получили десятки тысяч вариантов бактерии. Затем они отобрали те штаммы, которые производят больше всего целлюлозы. Этот материал широко используется в биомедицине, производстве упаковочных материалов и текстиля. Два свойства этой целлюлозы — она способствует заживлению ран и предотвращает инфекции. Бактерии растут медленно и производят ограниченное количество целлюлозы, поэтому учёные искали способ увеличить её производство. Исследователь Жюли Лоран разработала метод, который позволил получить новые варианты бактерии Komagataeibacter. Эти варианты производят на 70% больше целлюлозы по сравнению с исходной формой бактерии. Результаты исследования опубликованы в научном журнале PNAS. Ускорение эволюции с помощью ультрафиолетового светаДля получения новых вариантов бактерии Жюли облучила бактериальные клетки ультрафиолетовым светом, что вызвало мутации в ДНК бактерий. Затем она поместила бактерии в тёмное помещение, чтобы предотвратить восстановление ДНК и закрепить мутации. С помощью миниатюрного аппарата она поместила бактериальные клетки в питательный раствор и позволила им вырабатывать целлюлозу. Затем, используя флуоресцентную микроскопию, она проанализировала, сколько целлюлозы произвела каждая клетка. Команда Штударта применила систему сортировки, разработанную группой химика Эндрю-де Мелло из ETH. Эта система автоматически отсортировала те клетки, которые производят много целлюлозы. Она работает быстро: за несколько минут сканирует лазером полмиллиона капель и выбирает те, где больше всего целлюлозы. Осталось только четыре клетки, производящие на 50–70% больше целлюлозы, чем обычно. Эволюционировавшие клетки K. sucrofermentans могут производить целлюлозу в стеклянных флаконах на границе между воздухом и водой. В природе такой материал весит 2-3 мг и имеет толщину около 1,5 мм. У новых эволюционировавших вариантов целлюлозные маты тяжелее и толще почти в два раза, чем у дикого типа. Джули Лоран и её коллеги проанализировали четыре варианта с генетической точки зрения. Они хотели выяснить, какие гены изменились под воздействием ультрафиолетового света и как эти изменения привели к перепроизводству целлюлозы.
Ожидаются патентыНовый подход применим к бактериям, производящим другие материалы. Раньше такой подход использовали для создания бактерий, которые производят определённые белки или ферменты. Андре Штударт, профессор ETH, считает эту работу важной вехой. Исследователи хотят получить патент на подход и мутировавшие варианты бактерий. В планах — сотрудничество с компаниями по производству бактериальной целлюлозы для тестирования нового микроорганизма в промышленных условиях. 30.07.2024 |
Экология
![]() | |
ACS Central Science: Углеводные полимеры помогут очистить воду от загрязнителей | |
Вода, загрязнённая тяжёлыми металлами, может б... |
![]() | |
В СПбГУ нашли наночастицы, снижающие загрязнение огурцов тяжёлыми металлами | |
Фуллерен снижает токсичность меди для рас... |
![]() | |
Environmental Research Letters: Выбросы метана растут быстрее, чем когда-либо | |
Мир не смог замедлить выбросы метана, кот... |
![]() | |
Nature Chemistry: Созданы карбиды молибдена, эффективно преобразующие CO2 | |
Карбиды молибдена — перспективная а... |
![]() | |
ERS: Загрязнение воздуха и нехватка зелени увеличивают риск попасть в больницу | |
Загрязнение воздуха и отсутствие доступа ... |
![]() | |
В Тимирязевке разработали технологию длительного хранения растительного сырья | |
Способ создания растительных продуктов длитель... |
![]() | |
Учёные из России и Грузии нашли неизвестную лавовую реку в Цалкском каньоне | |
Российские и грузинские геологи провели м... |
![]() | |
NatComm: Открыто эффективное и безвредное для среды дезинфицирующее средство | |
В мире широко используется дезинфицирующее сре... |
![]() | |
Iopscience: Благодаря 3d-визуализации можно изучать деградацию нанопластиков | |
Исследователи из Университета Ватерлоо вп... |
![]() | |
Environmental Technology & Innovation: Для лучшей очистки нужно больше биопленки | |
Создание неровной поверхности на пластико... |
![]() | |
СПбГУ: Бамбучник замедляет деградацию почвы на Курильских островах | |
Геологи из Санкт-Петербургского университ... |
![]() | |
NW: Если учесть, откуда берутся дожди, риск глобальной нехватки воды возрастает | |
Одна из главных проблем современности&nbs... |
![]() | |
Nature Communications: Городам глобального Юга не хватает зеленых насаждений | |
Новое исследование показало, что города Г... |
![]() | |
TiA: Важный фермент в синтезе хлорофилла поможет выращивать устойчивые культуры | |
Исследователи изучили, как важный фермент... |
![]() | |
Мышь твою медь. Медь и мышьяк нашли в почве рядом с египетскими пирамидами | |
При строительстве комплекса пирамид в Гиз... |
![]() | |
IndChemMater: Изобретен простой метод переработки пластиковых отходов | |
Исследовательская группа под руководством... |
![]() | |
Ученые УГНТУ предложили способ декарбонизировать спиртовое производство | |
Учёные из Уфимского государственного нефт... |
![]() | |
В ТПУ изучат влияние вулканического пепла на содержание ценных элементов в угле | |
Учёный Томского политехнического университета ... |
![]() | |
Экологи СПбГУ исследуют углеродный след в почвах Ямала | |
Учёные из Санкт-Петербургского государств... |
![]() | |
Казанский ГАУ повышает урожайность пшеницы на 11% | |
Учёные Казанского государственного аграрного у... |
![]() | |
Бактерии способны производить биопластик — альтернативу пластику на основе нефти | |
Учёные ищут альтернативы пластику, который про... |
![]() | |
WRR: Выбросы углекислого газа приведут к росту наводнений в будущем на 50% | |
Исследование Бристольского университета и ... |
![]() | |
JACS: На технологию для преобразования CO₂ в топливо и химикаты вдохновил лотос | |
Исследователь из Университета Центральной... |
![]() | |
Atmospheric Research: Загрязнение воздуха повышает грозовую опасность | |
Загрязнение воздуха приводит к учащению л... |
![]() | |
AGU Advances: расшифрованы таинственные сигналы-предвестники PKP-волн | |
На протяжении десятилетий учёные пытались поня... |
![]() | |
Journal of Applied Ecology: Живая почва издает отчетливые звуки | |
Здоровые почвы издают звуки, которые человечес... |
![]() | |
Новый вид поражающих картофель бактерий обнаружили учёные Тимирязевской академии | |
Авторы исследовали изоляты Pectobacterium punj... |
![]() | |
Science Advances: Железную нитрогеназу будут использовать для фиксации CO₂ | |
Нитрогеназы — важные ферменты на&nb... |
![]() | |
Communications Biology: Генномодифицированные мухи займутся отходами и свалками | |
Команда Университета Маккуори предлагает испол... |
![]() | |
Экологичность роботов-доставщиков делает их привлекательнее для потребителей | |
Исследование Университета штата Вашингтон пока... |