Vědci zkoumají bakterie produkující typ biopolymeru

Tým z Fakulty elektrotechniky a komunikačních technologií a Fakulty chemické Vysokého učení technického v Brně se věnuje bakteriím produkujícím speciální polymery zvané PolyHydroxyAlkanoáty(PHA). Jedná se o plastové materiály, které tyto bakterie přirozeně vyrábějí a které jsou potenciálně plně biologicky rozložitelné. Mohou tak být alternativou k plastům vyráběným z ropy. Informovala o tom Grantová agentura ČR.

Na rozdíl od klasických petrochemických plastů jsou PHA bakteriemi nejen vytvářeny, ale i rozkládány zpět na základní stavební bloky – uhlík, vodík a kyslík. Z nich je pak tedy možné syntetizovat zcela nový materiál pro další použití.

„Chceme lépe pochopit, jak tyto bakterie přírodní plasty vytvářejí a jak je dokážou znovu rozložit. Proto v našem projektu JUNIOR STAR zkoumáme miliony známých mikrobiálních genomů a navíc sekvenujeme genomy nové. Hledáme v nich konkrétní geny bakterií, které vytváří enzymy zodpovědné za tvorbu PHA. Tyto geny pak klasifikujeme podle vlastností bioplastů vytvářených těmito enzymy. Naším cílem je vytvoření praktické encyklopedie umožňující ostatním vědcům cíleně vyhledávat bakterie produkující konkrétní typy plastů,“ uvedl Karel Sedlář, který výzkum vede.

Lepší pochopení procesů na molekulární úrovni

Biologicky produkované plasty již lze i koupit – existují specializované firmy zabývající se výrobou biopolymerů, avšak takovéto plasty nejsou finančně konkurenceschopné vůči klasickým petrochemickým plastům. Současný biopolymerní průmysl i výzkum totiž stále staví pouze na fenotypu, tedy na pozorovatelných znacích, a nesnaží se o hlubší pochopení dějů na molekulární úrovni.

„V mém projektu se na celou problematiku snažíme dívat mezioborově – propojujeme makromolekulární chemii s genomikou a bioinformatikou. Rád bych, aby jak polymeráři, tak biologové začali celou věc chápat v širších souvislostech a aby výzkum biologicky produkovaných plastů vstoupil do úplně nové éry,“ dodal Sedlář.

Na projektu se podílí kromě zahraničních vědců také společnosti, dodávající tyto alternativy na trh, jako třeba nizozemská společnost Paques Biomaterials.

PHA (polyhydroxyalkanoáty) je skupina biologicky odbouratelných polyesterů, které produkují určité bakterie jako zásobu uhlíku a energie. Tyto látky syntetizují prokaryotické mikroorganismy, například Cupriavidus necator, Pseudomonas putida, Bacillus megaterium nebo modifikované kmeny E. coli. Bakterie je akumulují v buňkách ve formě granulí při dostatku uhlíku, ale nedostatku jiných živin, jako dusík nebo fosfor. PHA slouží bakteriím k přežívání stresu, například osmotického, a mohou tvořit až 80% jejich suché hmotnosti.*

-red-