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

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...

Science: Открытие белков-диригентов позволит вывести неприхотливые культуры
Science: Открытие белков-диригентов позволит вывести неприхотливые культуры

Исследователи обнаружили белок, который уплотн...

«Тунберг это не понравится, но счастливые свинки важнее климата»
«Тунберг это не понравится, но счастливые свинки важнее климата»

Производство свинины вызывает обеспокоенность ...

В организмах и жилищах людей найдены пагубные химикаты
В организмах и жилищах людей найдены пагубные химикаты

Пер- и полифторалкильные вещества, PFAS, ...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Optica Quantum: Ученые разработали новый метод определения квантовых состояний
Optica Quantum: Ученые разработали новый метод определения квантовых состояний
Новая реалистичная компьютерная модель поможет роботам собирать лунную пыль
Новая реалистичная компьютерная модель поможет роботам собирать лунную пыль
С помощью GPT-4 создали видеоуроки по педиатрии для слабо обеспеченных больниц
С помощью GPT-4 создали видеоуроки по педиатрии для слабо обеспеченных больниц
Телескоп Джеймс Уэбб обнаружил следы нейтронной звезды в легендарной сверхновой
Телескоп Джеймс Уэбб обнаружил следы нейтронной звезды в легендарной сверхновой
Нервная анорексия у мужчин опасна для жизни
Нервная анорексия у мужчин опасна для жизни
Nicotine & Tobacco Research: Запрет сигарет с ментолом помогает бросить курить
Nicotine & Tobacco Research: Запрет сигарет с ментолом помогает бросить курить
Мальротацию кишечника новорожденных помогут распутать лягушачьи икринки
Мальротацию кишечника новорожденных помогут распутать лягушачьи икринки
Новое исследование роли дофамина поможет лечить болезнь Паркинсона
Новое исследование роли дофамина поможет лечить болезнь Паркинсона
Nature Comm: Младенцев с синдромом Дауна в древности почитали как особенных
Nature Comm: Младенцев с синдромом Дауна в древности почитали как особенных
Крошечную метку на замену RFID сделали еще надежнее
Крошечную метку на замену RFID сделали еще надежнее
Освоение космоса: остановить нельзя развивать
Освоение космоса: остановить нельзя развивать
Гигантские антарктические морские пауки удивили всех отношением к потомству
Гигантские антарктические морские пауки удивили всех отношением к потомству
Геномы бабочек и мотыльков практически не изменились за 250 млн лет эволюции
Геномы бабочек и мотыльков практически не изменились за 250 млн лет эволюции
Ученые намерены глубже понять жизнь на Земле благодаря имиджеомике
Ученые намерены глубже понять жизнь на Земле благодаря имиджеомике
Как выглядит работающий рекламный баннер
Как выглядит работающий рекламный баннер

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