Биотехнологи из Великобритании вырастили культуру бактерий, способных производить целлюлозные волокна и текстиль, окрашенный при помощи природных пигментов и сохраняющий свой яркий цвет на протяжении длительного времени. Результаты первых опытов с этими микробами были раскрыты в статье в научном журнале Nature Biotechnology.
"Мы уверены в том, что производство окрашенных бактериальных целлюлозных волокон и текстиля можно расширить до промышленных масштабов. Подобным образом можно окрашивать ткани не только в черный цвет, как сделали мы в нашем эксперименте, но и в другие тона, доступные для природных пигментов, в том числе красный, пурпурный и синий", — говорится в исследовании.
Технология была разработана группой британских ученых под руководством профессора Имперского колледжа Лондона (Великобритания) Томаса Эллиса. Основой для ее создания послужили бактерии вида Komagataeibacter rhaeticus, способные производить большие количества волокон так называемой бактериальной целлюлозы, аналога одноименного растительного полимера, из которого состоит бумага и хлопчатобумажный текстиль.
Бактериальная целлюлоза широко используется в науке и промышленности, а представители текстильной промышленности сейчас рассматривают возможность ее применения для изготовления одежды. Исследователи задумались, можно ли модифицировать производящих этих материал бактерий таким образом, что они будут вырабатывать окрашенную целлюлозу, что сэкономит деньги на покраску текстиля.
Бактериальная "фабрика текстиля"
Руководствуясь этой идеей, ученые поменяли структуру ДНК бактерий Komagataeibacter rhaeticus таким образом, что их клетки начали производить модифицированную версию фермента Tyr1, который отвечает за производство природного пигмента эумеланина, придающего черный цвет волосам людей, шерсти животных и перьям птиц. Как отмечают биотехнологи, им пришлось внести существенные изменения в структуру генома микробов, чтобы они начали выделять молекулы Tyr1 в окружающую среду.
Последующие опыты показали, что новая разновидность Komagataeibacter rhaeticus производила листы и нити из бактериальной целлюлозы, окрашенные в угольно-черный цвет и сохранявшие свою яркую окраску на протяжении более трех лет. Впоследствии ученые встроили в геном этих микробов набор генов, позволяющий управлять скоростью выработки Tyr1 при помощи света. Это позволило исследователям "вырастить" покрытый узорами лист хлопчатобумажного текстиля, просто направив проектор на емкость с микробами.
Схожим образом, по словам исследователей, можно выращивать текстиль, окрашенный в другие природные пигменты. Подобные биотехнологические подходы, как надеются профессор Эллис и его коллеги, помогут человечеству снизить расходы энергии, воды и других природных ресурсов на производство окрашенного текстиля и целлюлозных волокон, применяющихся в самых разных областях науки и промышленности.
