Polimeri ingegnerizzati dai batteri: un'alternativa ecologica e termoresistente alla plastica tradizionale

RomeProgressi nei Polimeri Biodegradabili Creati da Batteri

I ricercatori stanno facendo passi avanti nella creazione di polimeri prodotti da batteri che potrebbero rivoluzionare l'industria della plastica. Le plastiche tradizionali come il PET e il polistirene sono apprezzate per la loro durezza e resistenza al calore. Tuttavia, queste plastiche sono derivate dal petrolio e danneggiano l'ambiente. Gli scienziati del Korea Advanced Institute of Science and Technology hanno sviluppato un polimero biodegradabile con caratteristiche simili utilizzando batteri modificati.

Principali scoperte di questa ricerca includono:

• Creazione di un nuovo percorso metabolico per E. coli finalizzato alla produzione di monomeri aromatici.
• Utilizzo di simulazioni al computer per progettare un enzima polimerasi altamente efficiente.
• Produzione di un polimero biodegradabile con proprietà fisiche promettenti per applicazioni biomediche.

Il nuovo polimero, poli(D fenillattato), è unico poiché è prodotto esclusivamente da monomeri aromatici. In passato, i metodi potevano creare polimeri solo utilizzando una combinazione di monomeri aromatici e alifatici. Gli scienziati hanno modificato enzimi da diversi microrganismi per sviluppare un percorso metabolico. Questo percorso permette all'E. coli di produrre e gestire questi composti aromatici, normalmente tossici.

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Il team ha compiuto un grande passo avanti utilizzando simulazioni al computer per creare un enzima polimerasi capace di assemblare questi monomeri in modo efficiente. Gli enzimi naturali non funzionano così bene. Dopo numerose regolazioni, i batteri ingegnerizzati hanno prodotto 12.3 grammi per litro del polimero nelle vasche di fermentazione. Questo rendimento è promettente, ma deve raggiungere i 100 grammi per litro per essere commercialmente sostenibile.

Questo polimero potrebbe essere utile per la somministrazione di farmaci poiché si degrada nel corpo e rimane stabile a diverse temperature. Questa stabilità è fondamentale per mantenere l'efficacia dei farmaci. Tuttavia, attualmente il polimero non è resistente quanto il PET standard utilizzato nell'industria, quindi necessita di ulteriori miglioramenti.

Il team di ricerca intende sviluppare nuovi tipi di monomeri aromatici per creare polimeri con proprietà chimiche e fisiche diverse. Inoltre, mirano ad aumentare la produzione e a migliorare il processo di recupero per l'uso commerciale. Se avranno successo, questo metodo potrebbe sostituire molte plastiche a base di petrolio, contribuendo a ridurre il cambiamento climatico e il problema globale della plastica.

Questa ricerca ha il patrocinio di importanti enti come la National Research Foundation e il Ministero della Scienza e ICT della Corea, sottolineando il suo potenziale impatto. Il successo di questo metodo dipende dalla continua collaborazione internazionale per renderlo scalabile ed economicamente vantaggioso. Migliorando questi polimeri ingegnerizzati da batteri, si potrebbe avere un significativo progresso nelle pratiche di produzione sostenibile.