Ученые создали микроорганизм, который расщепляет пластик в океане

Исследователи генетически сконструировали морской микроорганизм, способный расщеплять пластик в соленой воде. В частности, модифицированный микроорганизм способен расщеплять полиэтилентерефталат — пластик, используемый во всех сферах, от бутылок для воды до одежды, и являющийся одним из основных источников загрязнения океанов микропластиком.

Это очень интересно, поскольку нам необходимо решить проблему загрязнения морской среды пластиком, — говорит Натан Крук (Nathan Crook), соответствующий автор статьи о работе и доцент кафедры химической и биомолекулярной инженерии Университета штата Северная Каролина.

Один из вариантов — извлечь пластик из воды и поместить его на свалку, но это сопряжено с определенными трудностями. Было бы лучше, если бы мы могли разлагать эти пластики на продукты, которые можно использовать повторно. Для этого необходим недорогой способ разложения пластика. Наша работа — большой шаг в этом направлении.

Для решения этой задачи исследователи работали с двумя видами бактерий. Первая бактерия, Vibrio natriegens, обитает в соленой воде и примечательна, в частности, тем, что очень быстро размножается. Вторая бактерия, Ideonella sakaiensis, примечательна тем, что вырабатывает ферменты, позволяющие ей расщеплять ПЭТ и питаться им.

Исследователи взяли у I. sakaiensis ДНК, отвечающую за производство ферментов, расщепляющих пластик, и включили эту генетическую последовательность в плазмиду. Плазмиды — это генетические последовательности, которые могут реплицироваться в клетке независимо от ее собственной хромосомы. Другими словами, плазмиду можно пронести в чужую клетку, и она будет выполнять инструкции, заложенные в ДНК плазмиды. Именно так и поступили исследователи.

Внедрив плазмиду, содержащую гены I. sakaiensis, в бактерии V. natriegens, исследователи смогли заставить V. natriegens вырабатывать нужные ферменты на поверхности своих клеток. Затем исследователи продемонстрировали, что V. natriegens способна расщеплять полиэтилентерефталат в соленой воде при комнатной температуре.

С научной точки зрения это очень интересно, поскольку впервые удалось заставить V. natriegens экспрессировать чужеродные ферменты на поверхности клеток, — говорит Крук.

«С практической точки зрения это также первый известный нам генно-инженерный организм, способный расщеплять микропластик ПЭТ в соленой воде», — говорит Тянью Ли, первый автор статьи и аспирант NC State. „Это очень важно, поскольку экономически нецелесообразно извлекать пластик из океана и промывать его от солей высокой концентрации, прежде чем начинать какие-либо процессы, связанные с расщеплением пластика“.

Однако, несмотря на то, что это важный первый шаг, остаются еще три существенных препятствия, — говорит Крук.

Во-первых, мы хотели бы включить ДНК I. sakaiensis непосредственно в геном V. natriegens, что позволило бы сделать производство ферментов, расщепляющих пластик, более стабильным свойством модифицированных организмов. Во-вторых, необходимо дополнительно модифицировать V. natriegens таким образом, чтобы он мог питаться побочными продуктами, образующимися при расщеплении ПЭТ. И наконец, необходимо модифицировать V. natriegens таким образом, чтобы из ПЭТФ получался желаемый конечный продукт — например, молекула, являющаяся полезным сырьем для химической промышленности.

«Честно говоря, третья задача — самая простая из трех», — говорит Крук. Разложение ПЭТФ в соленой воде было самой сложной частью».

Мы также готовы пообщаться с промышленными группами, чтобы узнать больше о том, какие молекулы было бы наиболее целесообразно использовать для производства V. natriegens, — заключает Крук.

Учитывая спектр молекул, которые мы можем побудить бактерии производить, и потенциально огромные масштабы производства, какие молекулы могли бы найти рынок в промышленности?

14.09.2023


Подписаться в Telegram



Экология

NREE: Виноградари всего мира бьют тревогу из-за изменения климата
NREE: Виноградари всего мира бьют тревогу из-за изменения климата

Виноград, выращиваемый для производства в...

Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии

Исследователи из Токийского столичного ун...

Лаборатория Sandia нашла новые подсказки о потеплении в Арктике
Лаборатория Sandia нашла новые подсказки о потеплении в Арктике

Арктика, ледяная корона Земли, переживает клим...

EHP: Изменение климата может повлиять на вес детей при рождении
EHP: Изменение климата может повлиять на вес детей при рождении

Изменение климата может представлять большую о...

Natural Hazards: Смешанные леса защищают от цунами лучше монокультурных
Natural Hazards: Смешанные леса защищают от цунами лучше монокультурных

Прибрежные леса в Японии преимущественно ...

PTRSB: Эволюция может помешать людям решить проблему изменения климата
PTRSB: Эволюция может помешать людям решить проблему изменения климата

Центральные особенности эволюции человека могу...

Ртуть в тропиках — скрытая опасность
Ртуть в тропиках — скрытая опасность

Неоново-зеленые капюшоны, бирюзовые брюшки, на...

Открыт 3D-материал, способный расщеплять стойкий загрязнитель водоемов
Открыт 3D-материал, способный расщеплять стойкий загрязнитель водоемов

Бразильские исследователи протестировали фоток...

Physics of Fluids: Снежинки помогут ученым составлять прогноз погоды
Physics of Fluids: Снежинки помогут ученым составлять прогноз погоды

В ходе исследования, которое может улучшить пр...

Ученые выяснили, как получить менее липкий лед
Ученые выяснили, как получить менее липкий лед

Готовясь к зиме многие американцы столкну...

Механические устройства для очистки водоемов от пластика ненадежны
Механические устройства для очистки водоемов от пластика ненадежны

Международная группа ученых предостерегла от&n...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Evolution: Островные летучие мыши одного вида эволюционируют по-разному
Evolution: Островные летучие мыши одного вида эволюционируют по-разному
EGU: 41 000 лет назад атмосферу Земли пронзили космические лучи
EGU: 41 000 лет назад атмосферу Земли пронзили космические лучи
Созданы чернила для 3D-печати гибких устройств без механических соединений
Созданы чернила для 3D-печати гибких устройств без механических соединений
Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
ACS Nano: Зубы нутрий и бобров помогут ученым вывести формулу совершенной эмали
ACS Nano: Зубы нутрий и бобров помогут ученым вывести формулу совершенной эмали
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса