Naučnici sa KAIST-a razvili su „one‑pot” metodu u kojoj genetski modifikovane bakterije istovremeno proizvode i boje celuloznu tkaninu, objavljeno 12. novembra u Trends in Biotechnology. Tim je kombinovao Komagataeibacter xylinus (za celulozu) i sojeve E. coli koji proizvode violaceine i karotenoide da bi dobio boje od ljubičaste do žute. Metod smanjuje potrebu za naknadnim farbanjem i pranjem, štedi vodu i smanjuje hemijski otpad, dok obojena celuloza pokazuje dobru hemijsku i termičku stabilnost. Potrebna su dodatna industrijska ispitivanja otpornosti na deterdžente i mehaničko habanje.
Bakterije koje prave i boje tkaninu: nova „one‑pot” metoda stvara celuloznu tkaninu u bojama duge
Bakterije koje istovremeno proizvode i boje tkaninu
Naučnici su razvili jednostavan i potencijalno održiv postupak u kojem genetski modifikovane bakterije u jednoj posudi istovremeno stvaraju i boje celuloznu tkaninu. Rad objavljen 12. novembra u časopisu Trends in Biotechnology opisuje kako promenom uslova rasta i kombinovanjem mikroorganizama mogu da se dobiju tkanine u različitim bojama, uz znatno manju potrebu za konvencionalnim hemijskim procesima.
Ko je radio i šta su uradili
Tim sa Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), na čelu sa profesorom Sang Yup Leejem, modifikovao je bakteriju Komagataeibacter xylinus da bi povećao proizvodnju bakterijske celuloze — materijala sličnog prirodnim vlaknima poput pamuka. Zatim su u istu posudu dodavali sojeve Escherichia coli koji proizvode prirodne boje: violaceine (tamnije nijanse: ljubičasta, plava, zelena) i karotenoide (toplije nijanse: crvena, narandžasta, žuta).
Metodologija i izazovi
Dodavanjem violacein-proizvodeće E. coli direktno u fermentacioni sistem, istraživači su uspeli da dobiju ljubičaste, plave i zelene nijanse u jednoj posudi. Za karotenoide je direktna metoda bila manje efikasna — bakterije nisu dovoljno rasle ili proizvele boju u količini potrebnoj za obojenje. Kao rešenje, naučnici su predgajenu i obrađenu bakterijsku celulozu umešali u kulturu karotenoid-proizvodeće E. coli, što je dovelo do uspešnog bojenja crvenim, narandžastim i žutim tonovima.
Rezultati i svojstva materijala
Obojena bakterijska celuloza pokazala je dobru stabilnost na kiseline, baze, toplotne tretmane i pranje. Ipak, autori napominju da su potrebna dodatna ispitivanja koja uključuju otpornost na industrijske deterdžente, mehaničko habanje i dugotrajnu boju pod realnim uslovima upotrebe.
Zašto je ovo važno
„Konvencionalna proizvodnja sintetike i post-tretmani su energetski intenzivni i često štetni po okolinu — generišu stakleničke gasove i zagađuju vodu i zemljište”, kaže profesor Sang Yup Lee.
Metoda smanjuje potrebu za zasebnim procesima farbanja i pranjem, što može smanjiti hemijski otpad i potrošnju vode u tekstilnoj industriji. Dalje modifikacije procesa mogle bi omogućiti skaliranje na industrijski nivo i otvaranje novih primena, kao što su biorazgradiva ambalaža i održiva odeća.
Sledeći koraci
Istraživači planiraju da prošire paletu boja izvan trenutnih sedam nijansi, unaprede efikasnost proizvodnje karotenoida u ko-kulturama i testiraju materijal u industrijskim uslovima kako bi osigurali konzistentan kvalitet i izdržljivost.
Pomozite nam da budemo bolji.
