Bakterieframställda plaster erbjuder värmetåligt, biologiskt nedbrytbart alternativ till traditionella plaster

StockholmForskare gör framsteg inom utvecklingen av bakterieframställda polymerer som kan förändra plastindustrin. Traditionella plaster som PET och polystyren är populära för sin hårdhet och värmetålighet. Dessa plaster tillverkas dock av petroleum och skadar miljön. Forskare vid Korea Advanced Institute of Science and Technology har utvecklat en biologiskt nedbrytbar polymer med liknande egenskaper genom att använda genetiskt modifierade bakterier.

Viktiga framsteg i denna forskning inkluderar:

• Utveckling av en ny metabolisk väg för E. coli att producera aromatiska monomerer.
• Användning av datorsimuleringar för att designa ett mycket effektivt polymerasenzym.
• Framställning av en biologiskt nedbrytbar polymer med lovande fysiska egenskaper för biomedicinska tillämpningar.

Den nya polymeren, poly(D-fenyllaktat), är unik eftersom den endast är tillverkad av aromatiska monomerer. Tidigare metoder kunde bara skapa polymerer genom att använda en blandning av aromatiska och alifatiska monomerer. Forskare modifierade enzymer från olika mikroorganismer för att utveckla en metabol väg. Denna väg gör det möjligt för E. coli att producera och hantera dessa vanligtvis toxiska aromatiska föreningar.

Teamet tog ett stort steg framåt genom att använda datorsimuleringar för att skapa ett polymerasenzym som effektivt sätter ihop dessa monomerer. Naturliga enzymer fungerar inte lika bra. Efter mycket justering kunde de genmodifierade bakterierna producera 12,3 gram per liter av polymeren i jäsningstankar. Denna avkastning är lovande, men den måste nå 100 gram per liter för att vara kommersiellt lönsam.

Läs också:

Idag · 03:23

Ny forskning visar viktiga mekaniska samband i Alzheimers – kan befintliga cancerläkemedel hjälpa?

Denna polymer kan vara användbar för läkemedelsleverans eftersom den bryts ner i kroppen och förblir stabil vid olika temperaturer. Denna stabilitet är viktig för att behålla läkemedlens effektivitet. För närvarande är dock polymeren inte lika stark som standard-PET som används i industrin, så det krävs ytterligare förbättringar.

Forskarteamet planerar att skapa fler typer av aromatiska monomerer för att tillverka polymerer med olika kemiska och fysiska egenskaper. De vill också öka produktionen och förbättra återvinningsprocessen för kommersiellt bruk. Om de lyckas, kan denna metod ersätta en stor del av de petroleumbaserade plasterna, vilket skulle bidra till att minska klimatförändringarna och det globala plastproblemet.

Denna forskning stöds av viktiga organisationer som National Research Foundation och det koreanska Ministeriet för Vetenskap och ICT, vilket understryker dess potentiella påverkan. Framgången med denna metod beror på fortsatt internationellt samarbete för att göra den skalbar och kostnadseffektiv. Förbättring av dessa polymerer, som framställs av bakterier, kan leda till mer hållbara tillverkningsprocesser.