Чайний гриб надихнув учених на створення нового матеріалу

Інженери Массачусетського технологічного інституту і Імперського коледжу Лондона розробили новий спосіб отримання функціональних матеріалів з використанням суміші бактерій і дріжджів, подібної до «чайного гриба». Дослідження опубліковане в журналі Nature Materials, повідомляє сайт Наша мама.

Чайний гриб, який тримають в банках на кухні і використовують для приготування своєрідного напою, являє собою насправді не єдиний організм, а спільноту, утворену бактеріями і дріжджовими грибами декількох видів, які вступили в симбіоз. Біологи дали таким об’єктам назву SCOBY (симбіотична культура бактерій і дріжджів, symbiotic culture of bacteria and yeast). З грибів в «чайному грибі» найбільш часто присутні пекарські дріжджі (Saccharomyces cerevisiae), але можлива присутність ще близько десятка видів; бактеріальний компонент майже завжди містить Gluconacetobacter xylinus, також зустрічаються інші представники сімейства оцтовокислих бактерій (Acetobacteraceae). Бактерії окислюють спирти, які виробляються дріжджами, перетворюючи їх в оцтову кислоту та інші кислоти.

Використовуючи SCOBY, дослідники змогли отримати целюлозу, що містить ферменти, які можуть виконувати безліч функцій, таких як визначення забруднювачів навколишнього середовища. Вони також показали, що можна включати дріжджі безпосередньо в матеріал, створюючи «живі матеріали», придатні для очищення води або для виготовлення «розумних» пакувальних матеріалів, які зможуть виявляти пошкодження. «Ми передбачаємо майбутнє, в якому різні матеріали можна буде вирощувати вдома або на місцевих виробничих підприємствах, використовуючи біологію, а не ресурсомістке централізоване виробництво», – говорить Тімоті Лу (Timothy Lu), що працює на кафедрі електротехніки, інформатики та біологічної інженерії Массачусетського технологічного інституту.

Кілька років тому в лабораторії Тімоті Лу навчилися створювати за допомогою бактерії кишкової палички біоплівки, що містять такі елементи, як золотий нанодріт. Але віднайдені бактеріями плівки були занадто тонкими для використання їх в великомасштабних додатках, тому дослідники вирішили звернутися до культури дріжджів і бактерій для створення специфічних матеріалів в більшому обсязі.

Тімоті Лу і його співробітники теж використовували пекарські дріжджі (Saccharomyces cerevisiae), оскільки інші дикі типи дріжджів, що зустрічаються в чайних грибах, важко піддаються генетичній модифікації. Як бактеріальний компонент були використані Komagataeibacter rhaeticus, яких раніше вчені з Імперського коледжу в Лондоні виділили з чайних грибів. Цей вид бактерій здатний виробляти велику кількість целюлози. У свою чергу, Saccharomyces cerevisiae, в залежності від обраного штаму, здатні виробляти вибрані ферменти. Зокрема, ці дріжджі можна запрограмувати так, щоб виділені ними ферменти зв’язувалися із забруднюючими речовинами і руйнували їх. Вироблена бактеріями целюлоза служила основою для розміщення ферментів. Щоб виростити такий матеріал, потрібно всього кілька днів, а якщо дати бактеріям і дріжджям працювати довго, вони здатні заповнити своєю продукцією цілу ванну.

Для демонстрації потенціалу своєї мікробної культури, яку вони називають «Syn-SCOBY», дослідники створили матеріал, що містить дріжджі, які відчувають естрадіол, жіночий статевий гормон і компонент лікарських препаратів, в останні десятиліття здатний проникати в водойми. В іншій версії вони використовували штам дріжджів, які виробляють білок, який світиться званий люціфераза, при впливі синього світла. При необхідності можна використовувати інші штами дріжджів, які виявляють інші забруднювачі.

ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ:

Цікаво також:

Новини по темі

Змінюються правила перетину кордонів ЄС для українців

Сімейні справи | 06:20, 08.09.2025

"З 12 жовтня 2025 року змінюються правила перетину кордонів ЄС для українців", — повідомило посольство України у Польщі.

Китаєць змусив своїх дітей пройти пішки 800 кілометрів, щоб «загартувати характер»

Сімейні справи | 00:30, 04.09.2025

Китаєць змусив своїх 10-річну доньку та 8-річного сина пройти пішки 800 кілометрів, щоб «загартувати характер».

Жінка намагалася уникнути тюремного терміну, постійно вагітніючи і народжуючи дітей

Вагітність та пологи | 00:30, 25.08.2025

2020 року китаянку Чень Хун засудили до п'яти років позбавлення волі за шахрайство, проте до в'язниці вона так і не потрапила. За чотири роки жінка народила трьох дітей і таким чином ухилялася від покарання.

У Колумбії батьки назвали новонароджену дочку на честь ChatGPT

Немовля | 01:20, 24.08.2025

Неймовірні історії про відносини між людьми та ChatGPT не перестають дивувати. Наприклад, у Колумбії батьки вирішили «віддати шану» штучному інтелекту та назвали новонароджену дочку на його честь.

Чому літні українці добровільно переїжджають у будинки престарілих?

Новини | 12:15, 09.08.2025

У сучасному світі уявлення про будинки престарілих зазнають кардинальних змін. Це вже не місця, куди відправляють через відчай, а центри турботи, комфорту та соціалізації, що пропонують гідну та наповнену життям старість. Дедалі більше літніх українц

Лялька-немовля за 8 тисяч доларів: у чому феномен популярності реборнів?

Ігри та іграшки | 12:10, 05.08.2025

Реборни — це ляльки-новонароджені, які виглядають майже як справжні діти. Їхні власники купують для них дорогі візочки, автокрісла, одяг і аксесуари, а також водять на прогулянки, як живих немовлят.

Дослідження показали, що свині розумніші за маленьких дітей і собак

Здоров'я | 08:30, 05.08.2025

Ці пухкенькі інтелектуали посіли 5-те місце серед найрозумніших тварин планети!