Gemanipuleerde bacteriën breken vijf organische verontreinigende stoffen af

Chinese wetenschappers hebben bekendgemaakt dat ze een nieuwe bacteriestam hebben ontwikkeld die vijf verschillende soorten organische verontreinigingen in industrieel afvalwater met een hoog zoutgehalte tegelijkertijd kan afbreken . De resultaten van dit onderzoek, dat een belangrijke stap voorwaarts betekent op het gebied van synthetische biologie, zijn online gepubliceerd in het prestigieuze tijdschrift Nature .

De ontdekking is het resultaat van de samenwerking van een gezamenlijk onderzoeksteam van de Shenzhen Institutes of Advanced Technology (SIAT) van de Chinese Academie van Wetenschappen en de Shanghai Jiao Tong Universiteit.

Industrieel afvalwater met een hoog zoutgehalte, dat doorgaans afkomstig is van chemische fabrieken en olie- en gaswinningslocaties, bevat een complexe mix van verontreinigende stoffen, waaronder zwevende vaste stoffen, organische verbindingen, zware metalen, giftige chemicaliën en voedingszouten .

Hoewel er in de natuur micro-organismen bestaan ​​die sommige van deze verontreinigende stoffen individueel kunnen afbreken , is hun efficiëntie vaak beperkt , omdat elke stam zich op één of twee specifieke verontreinigende stoffen richt. Bij complexe mengsels van verontreinigende stoffen, zoals olie, zware metalen of radioactieve stoffen, blijken natuurlijke micro-organismen vaak niet effectief.

Om deze beperking te overwinnen, maakte het onderzoeksteam gebruik van synthetische biologietechnieken om een ​​bacteriestam te ontwikkelen met modulaire metabolische routes . Door vijf kunstmatige afbraakroutes in één enkele bacterie te integreren, maakten de onderzoekers de gelijktijdige afbraak mogelijk van bifenyl, fenol, naftaleen, dibenzofuraan en tolueen; dit zijn representatieve verbindingen van aromatische verontreinigende stoffen .

Experimentele validatie toonde de opmerkelijke efficiëntie van de gemanipuleerde stam aan: binnen 48 uur verwijderde de bacterie meer dan 60 procent van alle vijf doelverontreinigende stoffen, met volledige afbraak van bifenyl en afbraaksnelheden van bijna 90 procent voor complexe verbindingen zoals tolueen en dibenzofuraan .

Deze gemanipuleerde bacterie heeft een groot potentieel voor verschillende toepassingen in het milieu, waaronder het opruimen van olielozingen, de sanering van verontreinigde industriële locaties en zelfs de biologische afbraak van microplastics , aldus Dai Junbiao, een van de auteurs van de studie en gastonderzoeker bij SIAT.

Omslagafbeelding gegenereerd met de ondersteuning van Gemini