ミシガン州立大学（MSU）の研究者チームは、バクテリアの共同体を使用して 生分解性プラスチックを日光から作る.

この方法は合成プラスチックの環境への負の影響を取り除きます。

「大きな問題は、今日の合成プラスチックのほとんどが完全に生分解性ではないため、廃棄後、埋立地や水の生態系に何百年も存続することです」 テイラー・ワイス、彼はDucat研究所のポスドク研究者である間に研究をリードした MSU-エネルギープラント研究所 アリゾナ州立大学環境・資源管理プログラムの助教授を務めているという。

研究者らは、2種類の細菌を組み合わせた。 最初の合成シアノバクテリアは太陽光を使って砂糖を作ります。 他の細菌、ハロモナス・ボリビエンシス（Halomonas boliviensis）は、生成された糖をフィードして、バイオプラスチックを製造するのに使用される必須物質を生産する。

本質的に、バイオテクノロジー産業全体は糖質に基づいていると、 ダニエル（ダニー）ドゥカットMSUの生化学および分子生物学部門の研究助教授の上級著者である。

「例えば、トウモロコシ、サトウキビ、サトウキビなどの植物から砂糖を取り出し、酵母に摂取させてエタノールを作れるようにする」とDucat氏は語る。 「問題は、「シアノバクテリアに、植物よりも効果的に糖を生産させることができますか？」

チームはその目標を達成しました。 そうすることで、研究者は、様々な種類のバイオ製品の生産に威力を発揮する糖を生産する環境に優しい方法を発見しました。

以前の方法では、科学者は、トウモロコシと砂糖の負荷をプラスチック生産細菌に供給していました。 この方法は生分解性プラスチックの製造において効率的であることが証明されているが、非常に高価であり、多くの農業資源を必要とし、環境に悪影響を与える。  

シアノバクテリアが太陽光に反応して作った砂糖を使ったこの新しい方法は、以前の試みよりも20倍早く働き、安価であり、生産のための化石燃料を避け、環境へのプラスチックの影響を減らすことを目的としています。

この実践の利点に加えて、シアノバクテリアは、氷山の壁や作物が育つことのできない温泉の端のような環境で豊富に生育します。 これは、農地が細菌を繁殖させる必要性を軽減する。

シアノバクテリアの使用は、「耕作可能な土地、または植物が行う飲料水を必然的に必要とせず、現在のプロセスのいくつかと同じくらい多くの環境に負の影響を与えません」とDucatは述べています。

研究

藍色細菌の使用に関するDucatの作業は2011で始まりました。 そのため、以前の実験から、細菌が光合成によって大量の糖を迅速に作り出せることは、すでに理解されていました。 この最近の研究は、シアノバクテリアがバイオプロダクトを迅速に生産するパートナーとして役立つ良い微生物株の探索であった。

「Halomonas boliviensisは、スクロースでの栽培に使用されており、長期間に渡って少量の砂糖を消費することができ、バイオプラスチック製造の前駆物質として有用な代謝産物を産生するため、 Ducatは言った。

「だから、砂糖を食べる時に太陽光と二酸化炭素から自然にこの砂糖を作り出す本当に良い砂糖と、それが自然に有用なバイオプラスチックを生産するバクテリアを生産していました。 「残りの部分は、これら2つの微生物を協力させるための正しい仕掛けを見つけることだった」

微生物を合成的に組み合わせることにより、研究者は一度に数ヵ月間安定してバイオプラスチックを生産することができました。

科学者たちは過去にバイオ生産システムを作り出してきましたが、この新しい方法は人間の干渉なく徐々に改善される、とワイス氏は声明で述べています。

「シアノバクテリアは常に光合成によって砂糖を作り、バクテリアは絶えず肥育し、シアノバクテリアの生産を促している」とワイス氏は声明で述べた。 「システムは絶えず好循環に進化しています。」

将来的に研究者は、追加の標的微生物を用いてシアノバクテリアを試験することを望んでいる。 そうすることで、研究者はバイオ燃料、香料、食用色素や医薬品のように生物学的に作り出すことができる「緑色」化合物を合成コミュニティに作り出すよう促すことができるかもしれません。

「最終的には、合成製品の代替品を開発するだけではありません。 「私たちは自然に、それが最善のことをするように求めています。私たちのために問題を理解してください。

研究はジャーナルに発表されています 代謝工学.

研究チームには、 エリック・ヤングMSUの生化学および分子生物学プログラムの大学院生。