Биоинженеры создали ГМО-бактерию, способную победить Большое мусорное пятно
15.09.2023
Американские исследователи сделали шаг навстречу очищению Мирового
океана от пластика. Они «сконструировали» генетически модифицированный
микроорганизм, который может разлагать пластик в соленой воде.
По оценкам ученых, в Мировом океане плавает более 170 триллионов частиц
пластика общим весом свыше двух миллионов тонн. Печально известно
Большое тихоокеанское мусорное пятно. Это крупнейшее скопление пластика
и других отходов, принесенных водами Северо-Тихоокеанского течения.
Расположенное между Гавайскими островами и побережьем Калифорнии пятно
быстро расширяется, поскольку круговорот океанических течений
затягивает все больше морского мусора. Хотя визуально с корабля
пластиковый мусор в пятне малозаметен, в пробах воды обнаруживаются
множество микрочастиц и небольших обрывков пластика. Попадая в жабры
рыб, они серьезно затрудняют им жизнь.
Точный размер области не известен. Приблизительные оценки площади
варьируются от 700 тысяч до 1,5 миллиона квадратных километров и более.
Это сравнимо, например, с территорией Монголии (1 566 600 квадратных
километров).
Без должных мер на глобальном уровне объем пластикового мусора в
Мировом океане к 2040 году более чем удвоится, предупредили эксперты из
американского института 5 Gyres.
Выходом из ситуации мог бы стать недорогой способ разложения пластика
прямо в морской воде. Над таким решением как раз работают в
Университете штата Северная Каролина (США). С помощью генной инженерии
исследователи создали бактерию, способную расщеплять
полиэтилентерефталат (ПЭТ) — распространенный вид пластика,
используемый для производства широкого спектра товаров, от бутылок до
одежды.
Ученые взяли в работу два вида бактерий. Первая, под названием Vibrio
natriegens, прекрасно чувствует себя в соленой воде и примечательна
отчасти тем, что быстро размножается. Особенность второй бактерии —
Ideonella sakaiensis — выработка ферментов, позволяющих расщеплять ПЭТ
и питаться им.
Биоинженеры позаимствовали у I. sakaiensis генетические
последовательности, которые отвечают за производство разлагающих
пластик ферментов, и включили их в плазмиду — небольшую молекулу ДНК,
обособленную от хромосом и способную к автономной репликации. За счет
этого плазмиду можно перенести в другую клетку, и та станет выполнять
инструкции, заложенные в ДНК плазмиды. Именно так американские ученые и
поступили.
Внедрив плазмиду с генами I. sakaiensis в бактерии V. natriegens,
исследователи добились, чтобы они вырабатывали нужные ферменты. Также в
своей работе специалисты продемонстрировали, что генетически
модифицированные V. natriegens способны расщеплять полиэтилентерефталат
в соленой воде при температуре плюс 30 градусов Цельсия.
По словам ученых, их достижение очень интересно и многообещающе.
Впервые удалось добиться, чтобы V. natriegens экспрессировали
чужеродные ферменты на поверхности своих клеток. Кроме того, полученная
бактерия стала первым известным генетически модифицированным
организмом, способным к расщеплению пластика в соленой воде.
«Это важно, поскольку экономически нецелесообразно вылавливать пластик
из океана и смывать с него соли перед тем, как начинать какие-то
процессы по расщеплению», — пояснил один из соавторов работы Тянью Ли
(Tianyu Li).
Помогут ли ГМО-бактерии победить Большое мусорное пятно — покажет
время, а биоинженеры пока продолжают эксперименты. На следующем этапе
исследователи хотят внедрить ДНК I. sakaiensis непосредственно в геном
V. natriegens, что позволит сделать более стабильной выработку
разлагающих пластик ферментов у модифицированных организмов. Также в
планах — дополнительно изменить V. natriegens, чтобы бактерия смогла
питаться продуктами расщепления ПЭТ. Еще одна потенциальная задача —
получить при разложении пластика полезный для химической промышленности
продукт. В этом вопросе ученые открыты к диалогу с представителями
отрасли.
источник - https://naked-science.ru/article/biology/bioinzhenery-sozdali-gmo