Технологии

Этот живой материал очищает воду, превращая загрязнители в безвредные молекулы

Лайнуть/Поделиться

В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, рассматривается инновационный тип “инженерного живого материала”, который может быть использован для обеззараживания воды путем преобразования органических загрязнителей в безвредные молекулы.

Материал представляет собой 3D-печатную конструкцию с полимером на основе морских водорослей, соединенную с генетически модифицированными бактериями, которые создают фермент, отвечающий за обеззараживание. После завершения процесса обезвреживания бактерии самоуничтожаются при встрече с молекулой, известной как теофиллин.

Это исследование, проведенное под руководством Калифорнийского университета в Сан-Диего (UC San Diego), может помочь снизить уровень загрязнения воды без вредных побочных эффектов для окружающей среды.

“Инновационным является соединение полимерного материала с биологической системой, что позволяет создать живой материал, способный функционировать и реагировать на раздражители так, как не могут обычные синтетические материалы”, – сказал д-р Джон Покорски, профессор наноинженерии Калифорнийского университета в Сан-Диего и соавтор исследования.

Для проведения исследования ученые сначала изготовили гель, гидратировав полимер на основе морских водорослей, известный как альгинат, а затем соединили его с цианобактерией, которая является водной фотосинтезирующей бактерией. После смешивания гель был помещен в 3D-принтер, где исследователи нашли геометрическую форму, обеспечивающую наибольшее соотношение площади поверхности и объема. Это соотношение повышает эффективность обеззараживания материала, которое цианобактерии осуществляют с помощью генной инженерии, вырабатывая обеззараживающий фермент лакказ.

Предыдущие исследования показали, что лакказа эффективно нейтрализует множество органических загрязнителей, включая красители, которые команда успешно удалила из водного раствора с помощью нового материала. После завершения нейтрализации исследователи добавляют теофиллин для уничтожения бактерий.

“Живой материал может воздействовать на интересующий нас загрязнитель, а затем в него можно добавить небольшую молекулу для уничтожения бактерий”, – говорит Покорски. “Таким образом, мы можем снять любые опасения по поводу того, что генетически модифицированные бактерии могут остаться в окружающей среде”.

В дальнейшем исследователи надеются создать бактерии, способные самоуничтожаться самостоятельно, без внешнего воздействия.

Datta, D., Weiss, E.L., Wangpraseurt, D. et al. Phenotypically complex living materials containing engineered cyanobacteria. Nat Commun 14, 4742 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-40265-2

Редакция

Недавние публикации

Пчелы с высокой точностью обнаруживают биомаркеры рака легких

Недавнее исследование, опубликованное в журнале Biosensors and Bioelectronics, говорит о том, что пчелы могут стать важным инструментом для раннего… Читать далее

06/07/2024

Прием препаратов для снижения веса(Ozempic), возможно, повышает риск развития слепоты

Исследование, проведенное в клинике Mass Eye and Ear, выявило связь между широко назначаемыми препаратами для… Читать далее

05/07/2024

Запрет на аборты коррелирует с увеличением смертности новорожденных и младенцев

Закон штата Техас, запрещающий аборты на ранних сроках беременности, ассоциируется с резким увеличением числа смертей… Читать далее

01/07/2024

От размытого изображения к 3D-модели толстого кишечника

Капсульные камеры позволяют почти незаметно и без боли исследовать все уголки кишечника, пока пациент занимается… Читать далее

27/06/2024

Выявлены области мозга, которые искажают реакцию мозга на удовольствие при биполярном расстройстве

Недавнее исследование, проведенное учеными из Университетского колледжа Лондона (UCL), проливает свет на то, как мозг… Читать далее

22/06/2024

Смотреть на экран или в камеру? Что лучше для онлайн-собеседования? Исследование

Исследование японских ученых, опубликованное в журнале Scientific Reports 31 мая, свидетельствует о том, что взгляд… Читать далее

18/06/2024