Podaci: Naučnici su genetski modifikovali bakteriju Pseudomonas putida da proizvodi do 1.000× više pigmenta xanthommatin.
Mehanizam: Bakterije su doterane da istovremeno stvaraju formičnu kiselinu koja podstiče rast, stvarajući samoodrživi ciklus proizvodnje.
Implikacije: Pigment bi mogao pojačati efikasnost krema za sunčanje, koristiti se u bojama koje menjaju nijanse i u senzorima, ali su potrebna dalja testiranja i skaliranje proizvodnje.
Glavonošci poput lignji, hobotnica i sipa koriste izuzetne sposobnosti kamuflaže — menjaju boje i uzorke pomoću specifičnih pigmenta i ćelijskih struktura. Već od vremena Aristotela primećeno je kako hobotnice brzo menjaju nijanse. Jedan od ključnih pigmenata u tom procesu je xanthommatin, koji se pojavljuje i kod nekih insekata poput leptira i doprinosi njihovim živopisnim bojama.
Nova studija objavljena u Nature Biotechnology izveštava da su istraživači genetski izmenili bakteriju Pseudomonas putida kako bi proizvela do 1.000 puta više xanthommatina nego prethodnim metodama. Tim predvođen istraživačima razvio je pametan pristup koji povezuje rast bakterije sa sintezom pigmenta, čime su stvorili samoodrživi proizvodni ciklus.
„Trebao nam je sasvim novi pristup da bismo rešili ovaj problem,“ rekao je voditelj istraživanja Leah Bushin. „U suštini, smislili smo način da prevarimo bakteriju da proizvodi više materijala koji nam treba.“
U praksi su naučnici modifikovali metabolizam P. putida tako da ćelija istovremeno stvara xanthommatin i formičnu (mravljenu) kiselinu. Formična kiselina podstiče rast ćelije, što dovodi do „samopokretnog“ kruga proizvodnje — bakterije rastu brže čim stvaraju više pigmenta. Tim je takođe identifikovao ključne genetske mutacije koje pojačavaju proizvodnju i selektovao sojeve sposobne da rade na jednom izvoru ugljenika, čime se povećava efikasnost i održivost procesa.
Zašto je to važno? Xanthommatin snažno apsorbuje ultravioletno zračenje i ima korisna optička svojstva u vidljivom spektru. U kombinaciji sa postojećim hemijskim filterima u kremama za sunčanje može poboljšati njihovu efikasnost, a preliminarna zapažanja ukazuju da bi takav prirodni pigment mogao imati i manji štetni uticaj na morske ekosisteme u poređenju sa nekim sintetičkim sastojcima.
Potencijalne primene nisu ograničene na kozmetiku: pigment bi mogao da se koristi i u bojama koje menjaju nijanse, za prikazne tehnologije ili u senzorima za praćenje zagađenja i stanja životne sredine. Ipak, autori naglašavaju da je reč o ranoj fazi — potrebno je dodatno unapređenje proizvodnje do industrijskih razmera, testiranja bezbednosti, regulativna odobrenja i procene uticaja na okolinu.
Pre nego što pigment dođe do polica, biće potrebno: skaliranje procesa proizvodnje, evaluacija dugoročne stabilnosti pigmenata, toksikološka ispitivanja i procena rizika u ekosistemima. Regulativa za primenu genetski izmenjenih mikroorganizama takođe igra važnu ulogu u daljem razvoju.
Zaključak: Rezultati predstavljaju značajan korak ka održivijim, prirodnijim sastojcima za proizvode poput krema za sunčanje i inovativnih boja. Međutim, prelazak iz laboratorije na industriju zahteva dodatne studije i pažljivo upravljanje rizicima.
Pomozite nam da budemo bolji.
