Пластик будущего — биодеградируемые полимеры

Поли-3-гидроксибутират (PHB) — это термопластичный полиэфир, который естественным образом синтезируется бактериями, такими как Ralstonia eutropha и Bacillus megaterium. Несмотря на свою биоразлагаемость и независимость от ископаемых ресурсов, этот биопластик традиционно был слишком дорог в производстве, чтобы заменить нефтехимические пластики.

Новое исследование, опубликованное в журнале Microbial Cell Factories, описывает альтернативный метод производства PHB с использованием микроводорослей.

Новый подход: производство в диатомовых водорослях

PHB синтезируется в бактериях из ацетил-КоА с помощью ферментов β-кетотиолазы, ацетоацетил-КоА-редуктазы и PHB-синтазы. Гены, кодирующие эти белки, были вставлены в диатомовую водоросль (Phaeodactylum tricornutum), что привело к экспрессии ферментов и синтезу PHB в цитозольных гранулах.

Результат: уже через семь дней около 10% сухого веса водорослей составлял PHB.

Преимущества метода

Как объяснили авторы исследования, традиционные методы имеют недостатки:

• Бактериальная ферментация — дорогостоящий процесс.
• Растения, в которые была внедрена аналогичная система, растут относительно медленно, а под их культивирование требуется ценная сельскохозяйственная земля.

В отличие от них, P. tricornutum для роста требует лишь света и воды и может производить количество PHB, сопоставимое с растительными системами, за недели, а не месяцы.

Фотосинтетические биореакторы на основе микроводорослей могут стать решением в поисках возобновляемых источников биоразлагаемых пластиков.