Генетически измененные бактерии поедают полиамид

Ученые из Института био- и геонаук – биотехнологии Исследовательского центра в Юлихе (Германия) совместно с компанией Novonesis разработали бактерию, которая может «поедать» отдельные строительные блоки различных вариантов полиамида (ПА), преобразовывать их в ценные материалы и тем самым вносить важный вклад в переработку отходов.

Несмотря на широкий спектр применения и использования в разных отраслях промышленности, уровень переработки полиамида в настоящее время составляет менее 5%. После использования многие полиамиды либо оказываются на свалках из-за отсутствия соответствующих процессов переработки, либо попадают в окружающую среду в виде сетей или веревок от рыболовства, либо сжигаются.

Исследовательской группе под руководством профессора, доктора наук Ника Виркса (Nick Wierckx) из Института био- и геонаук – биотехнологии Исследовательского центра Юлиха удалось генетически разработать универсальную, но безвредную почвенную бактерию Pseudomonas putida, которая может метаболизировать эту смесь полиамидных строительных блоков и даже преобразовывать ее в более ценные вещества, такие как биополиэстер. Решающее значение для этого прогресса имело сочетание генной инженерии и лабораторной эволюции, что позволяет эффективно обучать бактерии новым навыкам.

Благодаря детальному анализу геномов исследователям удалось выявить ответственные мутации и целенаправленно внедрить их в клетки Pseudomonas putida. Кроме того, были вставлены гены специальных ферментов, так называемых нейлоназ, чтобы использовать короткие нейлоновые цепи из химически разложенного полиамида в качестве дополнительного источника пищи. Потенциал этих ферментов уже был признан в более раннем исследовании, проведенном совместно с Novonesis.