Hemicals is rondom ons. Hulle is van groot belang in allerlei nywerhede, van landbou tot kos en skoonheidsmiddels. Die meeste mense gee min aandag aan hoe hierdie chemikalieë gemaak word - en beslis baie min sal die chemiese industrie oorweeg as 'n bydraer tot ons samelewing se afhanklikheid van olie. Maar dit is.
Histories is petroleum gebruik om die chemikalieë wat nodig is vir produkte soos plaagdoders, voedingssupplemente en make-up te ontwikkel. Alhoewel baie van die boustene wat nodig is om hierdie chemikalieë natuurlik te voorkom, probeer om die natuurlike materiale te gebruik en in grootskaalse industriële prosesse te gebruik, het dit moeilik en duur bewys. Dus word petroleum eerder gebruik.
Tot onlangs was olie gesien word as 'n goedkoop kommoditeit wat beskikbaar is in oorvloed was, so petroleum was ideaal vir gebruik in die chemiese bedryf. Tog het die wêreld verander. Ons erken nou die behoefte om ons afhanklikheid van olie om die omgewing te beskerm en ons nasionale veiligheid te handhaaf verminder. Daar is ook gesondheid betref oor die gebruik van petroleum in produkte wat ons eet en op ons liggame toepas.
Daarom is nuwe gevorderde metodes vir industriële biotegnologie so belangrik; Hulle maak die gebruik van gemanipuleerde bakteriese selle, eerder as petroleum, in staat om chemikalieë te ontwikkel wat in hierdie produkte gebruik word. Dit is belangrik dat die bakterieë op 'n verskeidenheid goedkoop en hernubare bronne gegroei kan word, selfs in verskillende soorte landbougrondafval.
Om bakterieë effektief te gebruik, en op 'n manier wat deur die industrie opgeskal word, moet ons egter baie meer weet oor bakteriële selbiologie. Slegs deur die masjinerie en prosesse in die hart van selle te ondersoek, kan ons leer hoe om dit te gebruik om organiese chemikalieë te ontwikkel op 'n manier wat voorheen onbereikbaar was vir die industrie.
vriendelike bakterieë
By Newcastle University se Sentrum vir Bakteriese Selbiologie ons het jare bestee om te studeer Bacillus subtilis, 'N bakterie wat vreedsaam in die grond of selfs woon in die menslike dermkanaal. Hierdie organisme en sy familie is baie goed om ensieme te maak en af te skei, wat katalisators vir allerhande nuttige prosesse is. Dit beteken basille Word alreeds wyd deur die industrie gebruik, byvoorbeeld in die vervaardiging van die ensieme wat gebruik word in biologiese waspoeiers soos protease (wat bloed, eier en ander proteïenvlekke afbreek) of amylases (wat stysel oplos).
Die reeks ensieme wat hulle doeltreffend kan skei, is egter baie meer beperk as wat ons wil. Studies oor fundamentele strukture en prosesse van die bakterie begin ons nou die vermoë gee om die selle te manipuleer om 'n wyer reeks proteïene uit 'n verskeidenheid bronne af te skei.
Dit beteken dat kort voor lank Bacillus sal gebruik word om alle soorte ensieme te maak, insluitend dié wat in die chemiese industrie benodig word, om prosesse wat tans afhanklik is van petroleum te vervang.
Dit is 'n groot geleentheid. Die Europese industriële biotegnologiebedryf het 'n geraamde jaarlikse omset van meer as € 60 miljard, en die wêreldwye industriële ensiemmark word voorspel om ter waarde van $ 7.1 miljard deur 2018. Skoonmaakmiddel ensieme alleen maak 'n miljard dollar besigheid.
Maar voortgegaan afhanklikheid van olie-gebaseerde oplossings sal belemmer groei en betekenisvolle maatskaplike en omgewing gevolge kan hê. petroleum te vervang met bakterieë sal 'n werklike impak op mense se lewens het.
Alge Vs Sunburn
Suncream is 'n goeie voorbeeld. Een van die projekte Ons is besig om op te Newcastle is om te ontwikkel organiese UV-absorbeerder verbindings uit hernubare materiaal wat gebruik word in sonskerms.
Skade van blootstelling aan UV-straling is 'n groot bekommernis, en daar is toenemende vraag na skoonheidsmiddels wat UV-strale blokkeer. Die bedryf vertrou op oliegebaseerde tegnologie en anorganiese metaaloksieddeeltjies om materiale te skep wat UV-strale blokkeer vir gebruik in sonskerm.
Ons weet egter dat fotosintetiese bakterieë sianobakterieë wat in die see groei, hul eie maak organiese sonskerm molekules. Deur die relevante gene van sianobakterieë te neem en hulle te oorplant in 'n bakterie wat reeds algemeen gebruik word in chemiese produksie, hoop ons om dit te kan verander. As ons suksesvol is, kan die proses maklik afgeskaal word sodat die skoonheidsmiddelsektor goedkoop organiese sonskerm kan ontwikkel.
Dit is net een voorbeeld van die manier waarop bakterieë 'n toekoms sonder olie kan ondersteun. Daar word reeds aan die werk gewerk om die potensiaal van die gebruik van afval te ondersoek om bakterieë of ander mikroörganismes te kweek wat chemikalieë soos etanol kan gebruik vir gebruik as "biobrandstof" vir motors en vliegtuie, wat die gebruik van olie verder verminder.
Daar is 'n baie werk nog gedoen moet word om hierdie visie 'n werklikheid te maak, maar deur die voortsetting van om te ondersoek hoe bakteriële selle werk en hoe hulle gebruik kan word in chemiese produksie kan ons 'n toekoms waarin afval word energie te sien en ons kan leef sonder olie.
Hierdie artikel is oorspronklik gepubliseer op Die gesprek
Lees die oorspronklike artikel.
Oor Die Skrywer
Professor Jeff Errington is direkteur van die Sentrum vir Bakteriese Celbiologie aan die Universiteit van Newcastle. Professor Errington is 'n vooraanstaande sel- en molekulêre bioloog met 'n belangstelling in fundamentele biologiese probleme, veral die selsiklus en selmorfogenese in bakterieë. Hy is 'n mede van die Royal Society met 'n sterk rekord in die kommersiële uitbuiting van basiese wetenskap.
