Varför bakterier kan vara svaret på en framtid utan olja

Varför bakterier kan vara svaret på en framtid utan olja

Chemicals finns runt oss. De är viktiga inom alla branscher, från jordbruk till mat till kosmetika. De flesta människor tänker inte lite på hur dessa kemikalier görs - och säkert skulle få få överväga den kemiska industrin som bidragande till vårt samhälls beroende av olja. Men det är.

Historiskt har petroleum använts för att utveckla de kemikalier som behövs för produkter som bekämpningsmedel, kosttillskott och smink. Även om många av de byggstenar som krävs för att dessa kemikalier ska förekomma naturligt, har det visat sig svårt och dyrt att försöka ta dessa naturmaterial och använda dem i storskaliga industriella processer. Så används petroleum istället.

Tills nyligen var olja ses som en billig råvara som fanns i överflöd, så petroleum var perfekt för användning inom den kemiska industrin. Men världen har förändrats. Vi inser nu behovet av att minska vårt beroende av olja för att skydda miljön och bevara vår nationella säkerhet. Det finns också hälsoproblem över användningen av petroleum i produkter vi äter och applicerar på våra kroppar.

Det är därför som nya avancerade metoder för industriell bioteknik är så viktiga. De möjliggör användningen av manipulerade bakterieceller, snarare än petroleum, vid utveckling av kemikalier som ska användas i dessa produkter. Det är viktigt att bakterierna odlas på en rad billiga och förnybara resurser, till och med olika typer av jordbruksavfall.

För att kunna använda bakterier effektivt - och på ett sätt som kan uppskalas av industrin - behöver vi veta mycket mer om bakteriell cellbiologi. Endast genom att undersöka maskiner och processer i hjärtat av celler kan vi lära oss hur man använder dem för att utveckla organiska kemikalier på ett sätt som tidigare varit oförstörbart för industrin.

vänliga bakterier

Vid Newcastle University Centrum för bakteriell cellbiologi Vi har spenderat många år på att studera Bacillus subtilis, En bakterie som lever fredligt i jord eller ens i människans tarm. Denna organism och dess släktingar är mycket bra på att framställa och utsöndra enzymer som är katalysatorer för alla typer av användbara processer. Det betyder baciller används redan i stor utsträckning av industrin, till exempel vid tillverkning av enzymer som används i biologiska tvättpulver såsom proteaser (som bryter ner blod, ägg och andra proteinfläckar) eller amylaser (som löser upp stärkelse).

Men de olika enzymer som de kan utsöndra effektivt är mycket mer begränsade än vad vi skulle vilja ha. Studier om grundläggande strukturer och processer av bakterien börjar nu ge oss möjlighet att manipulera cellerna för att utsöndra ett större antal proteiner från ett brett spektrum av källor.


Få det senaste från InnerSelf


Detta innebär att innan länge Bacill kommer att användas för att göra alla typer av enzymer, inklusive de som behövs i kemisk industri för att ersätta processer som för närvarande är beroende av petroleum.

Detta är en stor möjlighet. Den europeiska industriella bioteknikindustrin har en beräknad årlig omsättning på mer än € 60 miljarder, och den globala industriella enzymmarknaden förutses vara värt US $ 7.1 miljarder genom 2018. Detergentenzymer göra ensam upp en miljard dollar.

Dock fortsatt beroende av oljebaserade lösningar kommer att hämma tillväxten och kan få betydande samhälleliga och miljömässiga konsekvenser. Byte av petroleum med bakterier kommer att ha en verklig effekt på människors liv.

Alger Vs Solbränna

Suncream är ett bra exempel. En av projekt vi arbetar på vid Newcastle är att utveckla organiska UV-absorber föreningar från förnyelsebara material som ska användas i solskyddsmedel.

Skador från exponering för UV-strålning är en stor oro, och det finns en ökande efterfrågan på kosmetika som blockerar UV-strålar. Branschen är beroende av oljebaserad teknik och oorganiska metalloxidpartiklar för att skapa material som blockerar UV-strålar för användning i solskyddsmedel.

Vi vet emellertid att fotosyntetiska bakterier som kallas cyanobakterier som växer i havet gör sina egna organiska solskyddsmolekyler. Genom att ta de relevanta generna från cyanobakterier och transplantera dem till en bakterie som redan används allmänt i kemisk produktion hoppas vi kunna ändra detta. Om vi ​​lyckas kan processen lätt uppskalas så att kosmetikindustrin kommer att kunna utveckla billig organisk solskyddsmedel.

Detta är bara ett exempel på hur bakterier kan stödja en framtid utan olja. Arbete pågår redan för att undersöka möjligheten att använda avfall för att odla bakterier eller andra mikroorganismer som kan göra kemikalier som etanol för användning som "biobränsle" för bilar och flygplan, vilket ytterligare minskar användningen av olja.

Det finns en hel del arbete återstår att göra för att göra denna vision till verklighet, men genom att fortsätta att undersöka hur bakterieceller fungerar och hur de kan användas i kemisk produktion kan vi se en framtid där avfall blir energi och vi kan leva utan olja.

Avlyssningen

Den här artikeln publicerades ursprungligen den Avlyssningen
Läs ursprungliga artikeln.

Om författaren

errington jeffProfessor Jeff Errington är chef för Centrum för bakteriell cellbiologi vid Newcastle University. Professor Errington är en framstående cell- och molekylärbiolog med intresse för grundläggande biologiska problem, särskilt cellcykeln och cellmorfogenesen i bakterier. Han är en kamrat av Royal Society med en stark historia i det kommersiella utnyttjandet av grundvetenskapen.

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

följ InnerSelf på

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Få det senaste via e-post

{Emailcloak = off}