Биотехнологи их Республики Корея создали три штамма кишечной палочки, которые способны превращать глицерин в сырье для производства высокопрочной формы нейлона, широко используемой в промышленности. Это позволит производить нейлоновую ткань и пластик из полностью возобновляемого сырья, пишут исследователи в статье в научном журнале PNAS.

«Для производства нейлона используются три вида реагентов — гексаметилдиамин, адипиновая кислота и капролактам. Все они сейчас синтезируются из ископаемого сырья, так как наладить «зеленое» производство всех трех молекул оказалось очень сложно. Мы решили эту задачу, превратив кишечную палочку в модульную платформу, позволяющую напрямую превращать глицерин в молекулы всех трех компонентов нейлона», — пишут исследователи.

Технология была разработана группой биотехнологов под руководством профессора Корейского института передовых технологий в Тэджоне (KAIST) Ли Санъепа при поиске природных или полностью возобновляемых альтернатив для ископаемых источников углеводородов, применяемых при производстве нейлона-6, самой прочной вариации данного полимера.

В прошлом, биотехнологи уже пытались встроить в микробов цепочки генов, заставляющие их производить капролактам и другие компоненты нейлона, однако в большинстве подобных случаев бактерии вырабатывали очень малые количества этих «стройблоков» нейлона, недостаточные для налаживания промышленного производства. Это было связано с тем, что участвующие в этих процессах ферменты легко выходят из строя под действием кислорода.

Ученые обошли эту проблему, разбив процесс синтеза всех трех компонентов нейлона на несколько блоков, каждый из которых исполняется тремя отдельными штаммами генетически модифицированной кишечной палочки. Первый из них превращает глицерин в адипиновую кислоту, а два других — преобразуют ее молекулы в капролактам и гексаметилдиамин, используя ферменты от четырех других микробов.

Подобный модульный подход позволил ученым добиться рекордно высокой эффективности синтеза всех трех компонентов полимера, которая в десятки раз превышает КПД предыдущих попыток создать «живую фабрику» для производства нейлона-6. В перспективе, это позволит создать полностью устойчивое производство этого полимера из возобновляемого природного сырья, что снизит нагрузку на окружающую среду и снизит объем выбросов парниковых газов, подытожили биотехнологи.