Красноярские учёные нашли в почве новый штамм бактерий, способных накапливать в клетках биоразлагаемые полимеры из различных источников углерода, например, сахаров, глицерина, жирных кислот и растительных масел. Результаты исследования опубликованы в журнале Polymers.
Разлагаемые полимеры гидроксипроизводных алкановых кислот, или полигидроксиалканоаты, считаются кандидатами на постепенную замену пластику в различных сферах — от городского строительства и сельского хозяйства до фармакологии и биомедицины. Накапливать эти вещества в своей биомассе могут бактерии рода Cupriavidus, однако большинство представителей этой группы микроорганизмов способны быстро развиваться только на сахарах и синтезировать только короткоцепочечные полимеры.
Учёные ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» и СФУ обнаружили и выделили новый штамм бактерий Cupriavidus necator IBP/SFU-1, который способен расти на различных доступных источниках углерода и синтезировать полимеры с различным химическим составом и характеристиками.
В качестве «сырья» для синтеза полимера исследователи опробовали фруктозу и глюкозу, очищенный глицерин, растительные масла, в том числе рафинированное подсолнечное и отбеленное рафинированное дезодорированное пальмовое масло, а также жирные кислоты (пальмитиновую, миристиновую, лауриновую и олеиновую). Все источники оказались подходящими субстратами для роста нового штамма и синтеза полимера, хотя интенсивность накопления ценного соединения несколько различалась.
Наивысшие концентрации полигидроксиалканоата в клетках — около 80% — были получены в культурах с пальмовым маслом и олеиновой кислотой. Учёные также обнаружили, что тип источника углерода влиял на химический состав и свойства полимеров: новый штамм оказался способен синтезировать полимеры с короткой и средней длиной цепи.
«Замена источников сахара любыми другими источниками углерода, используемыми в нашем исследовании, не привела к адаптации и замедлению роста клеток. Это несомненное преимущество нового штамма перед другими известными видами Cupriavidus, некоторые из которых неспособны усваивать глюкозу или пальмовое масло, и нуждаются в длительном времени для адаптации к другим источникам углерода после повторного посева из сахаросодержащих сред», – рассказала старший научный сотрудник Института биофизики ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» кандидат биологических наук Наталья Жила.
