Ученые из Университета Макмастера обнаружили, что природные генетические различия в обычном виде грибов можно использовать для создания новых штаммов, способных производить биоразлагаемые материалы на замену тканям, пластику и упаковке.

Грибы уже применяют в производстве экологичных аналогов, но есть проблема: даже при одинаковых условиях выращивания их прочность и гибкость могут сильно различаться.

В этом исследовании изучили, как естественная генетическая изменчивость гриба Schizophyllum commune  (щелелистник обыкновенный) влияет на свойства мицелия — сети нитевидных структур, из которых состоит грибница.

Мицелий — вегетативное тело гриба, состоящее из тонких нитей (гиф). Как корни у растений, но гораздо универсальнее: может перерабатывать органику, формировать сложные структуры и служить основой для материалов.

Этот материал можно перерабатывать в устойчивые аналоги кожи, пенопласта и других синтетических продуктов.

Результаты опубликованы в издании Journal of Bioresources and Bioproducts.

Впервые мы проверили, как генетические различия внутри одного вида могут менять свойства материала, чтобы подбирать его под конкретные задачи, — объясняет Цзяньпин Сюй, профессор биологии и соавтор исследования.

Щелелистник обладает огромным генетическим разнообразием, что делает его идеальным кандидатом для создания материалов с разными характеристиками:

• мягких и гибких — для тканей,
• прочных — для строительных материалов,
• водостойких — для упаковки.

Ученые взяли четыре штамма гриба из разных регионов, скрестили их и получили 12 новых гибридов. Каждый вырастили в жидкой среде, собрали мицелий и обработали разными составами. Оказалось, что одни штаммы дают более прочные пленки, другие — эластичные, но универсального варианта нет.

Можно комбинировать природные гены и получать материалы с любыми свойствами, а не подгонять все под один стандарт, — говорит Сюй.

Польза исследования

• Снижение зависимости от нефти — замена пластика и синтетики биоразлагаемыми аналогами.
• Гибкость производства — один вид гриба может давать материалы для разных отраслей.
• Экономия ресурсов — выращивание мицелия требует меньше энергии, чем производство полимеров.
• Локализация — штаммы можно адаптировать под климат региона, избегая длинных цепочек поставок.

Исследование не учитывает скорость роста штаммов — если одни грибы дают прочный мицелий, но растут медленно, это сделает производство нерентабельным. Также неясно, как поведет себя материал при массовом выпуске: лабораторные условия часто идеальны, а на заводе возможны отклонения.

Ранее ученые нашли грибы, способные остановить туберкулез.