Кишечную палочку превратили в биофабрику для производства нейлона из глицерина

Южнокорейские биотехнологи создали три штамма кишечной палочки, превращающих глицерин в компоненты нейлона-6: адипиновую кислоту, капролактам и гексаметилдиамин.

Нейлон — синтетический материал, без которого немыслима современная промышленность. Но его производство зависит от ископаемого сырья и оставляет большой углеродный след. Южнокорейские биотехнологи предложили элегантное решение: превратить обычную кишечную палочку в живую фабрику по производству нейлона из возобновляемого глицерина.

Для производства нейлона используются три вида реагентов: гексаметилдиамин, адипиновая кислота и капролактам. Сейчас их получают из нефти и газа. Учёные решили задачу, превратив Escherichia coli (кишечную палочку) в модульную платформу, позволяющую напрямую превращать глицерин в молекулы всех трёх компонентов нейлона.

Проблема была в эффективности. Ранее попытки встроить в бактерий гены для выработки компонентов нейлона сталкивались с тем, что ферменты разрушались под действием кислорода. Исследователи обошли это ограничение с помощью остроумного модульного подхода. Они разбили процесс на три блока, каждый из которых исполняется отдельным штаммом бактерии.

• Первый штамм превращает глицерин в адипиновую кислоту.

• Два других преобразуют её в капролактам и гексаметилдиамин, используя ферменты от четырёх других микробов.

Результат впечатляет. Модульный подход позволил добиться рекордно высокой эффективности синтеза всех трёх компонентов полимера — в десятки раз выше, чем в предыдущих попытках.

В перспективе это позволит наладить производство нейлона из возобновляемого сырья (глицерин — дешёвый побочный продукт производства биодизеля). Это снизит нагрузку на окружающую среду и объём выбросов парниковых газов. Напомним, нейлон-6 относится к классу полиамидов, плохо разлагается в природе, а его традиционное производство требует химикатов из ископаемых углеводородов, передает ТАСС.

Исследование опубликовано в журнале PNAS. Биотехнология доказывает: бактерии могут стать основой «зелёной» химии будущего.