Plastikfressende Bakterien verwandeln Abfall in nützliche Ausgangsstoffe für andere Produkte
Mikrobielles Upcycling von PET-Abfällen
Jeden Tag werden Berge von gebrauchten Plastikflaschen weggeworfen, aber Mikroben könnten dieses Problem möglicherweise lösen. Jetzt berichten Forscher in ACS Central Science, dass sie einen plastikfressenden E. coli entwickelt haben, der Polyethylenterephthalat (PET)-Abfälle effizient in Adipinsäure umwandeln kann, die zur Herstellung von Nylonmaterialien, Medikamenten und Duftstoffen verwendet wird.
Diese Perlen enthalten gentechnisch veränderte E. coli, die PET-Abfälle effizient in eine hochwertige Verbindung umwandeln.
Adapted from ACS Central Science 2023, DOI: 10.1021/acscentsci.3c00414
Zuvor hatte ein Forscherteam um Stephen Wallace einen E. coli-Stamm entwickelt, der den Hauptbestandteil alter PET-Flaschen, die Terephthalsäure, in etwas schmackhafteres und wertvolleres umwandelt: den Vanillearomastoff Vanillin. Gleichzeitig haben andere Forscher Mikroben entwickelt, die Terephthalsäure in eine Vielzahl kleiner Moleküle, einschließlich kurzer Säuren, umwandeln. Wallace und ein neues Team von der Universität Edinburgh wollten daher die Biosynthesewege von E. coli erweitern, um den Stoffwechsel von Terephthalsäure zu Adipinsäure einzubeziehen, einem Ausgangsstoff für viele Produkte des täglichen Lebens, der in der Regel mit energieintensiven Verfahren aus fossilen Brennstoffen gewonnen wird.
Das Team entwickelte einen neuen E. coli-Stamm, der Enzyme produziert, die Terephthalsäure in Verbindungen wie Muconsäure und Adipinsäure umwandeln können. Für die Umwandlung von Muconsäure in Adipinsäure verwendeten sie einen zweiten E. coli-Stamm, der Wasserstoffgas produziert, und einen Palladiumkatalysator. In Experimenten stellte das Team fest, dass die Anbringung der manipulierten mikrobiellen Zellen an Alginat-Hydrogelkügelchen ihre Effizienz verbesserte und bis zu 79 % der Terephthalsäure in Adipinsäure umgewandelt wurde. Unter Verwendung von realen Proben von Terephthalsäure aus einer weggeworfenen Flasche und einer Beschichtung aus Verpackungsabfalletiketten produzierte das manipulierte E. coli-System effizient Adipinsäure. In Zukunft wollen die Forscher nach Wegen zur Biosynthese weiterer höherwertiger Produkte suchen.
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