Culoare și sustenabilitate: Oamenii de știință folosesc E. coli pentru a crea țesături colorate în laborator

Oamenii de știință au dezvoltat o metodă inovatoare pentru a produce fibre sustenabile, colorate în culorile curcubeului, utilizând bacterii în laborator. Această tehnică reprezintă o alternativă ecologică la metodele tradiționale bazate pe combustibili fosili, simplificând considerabil procesul de producție a textilelor colorate.

Într-un studiu recent publicat pe 12 noiembrie în revista Trends in Biotechnology, cercetătorii au descris cum au creat țesături bazate pe celuloză într-o gamă largă de culori modificând condițiile de creștere a bacteriilor. Fibrele sintetice, care depind în mare măsură de sinteza chimică și de tratamentele ulterioare, sunt adesea resurse intensive în energie, muncă și pot fi dăunătoare mediului, explică autorul principal al studiului, Sang Yup Lee, profesor în Departamentul de Inginerie Chimică și Biomoleculară la Institutul Avansat de Știință și Tehnologie din Coreea.

În ultimii ani, producția naturală de fibre prin fermentația bacteriană a devenit o metodă alternativă tot mai populară. Celuloza este un material promițător, imitând fibrele naturale găsite în materiale precum bumbacul. Multe tipuri de bacterii transformă glucoza în fibre de celuloză, oferind suport structural și protecție împotriva altor microbi. Totuși, celuloza produsă de bacterii este în mod natural albă și necesită adesea vopsire ulterioară.

Echipa lui Lee a simplificat acest proces cultivând bacterii producătoare de celuloză alături de microorganisme care produc coloranți naturali. Folosind tulpini de Escherichia coli (E. coli) care produc coloranți, cercetătorii au creat două clase de vopsele: violaceinele mai întunecate (care au produs culori precum violet, albastru și verde) și carotenoidele mai calde (care au produs culori precum roșu, portocaliu și galben).

Inițial, cercetătorii au modificat genetic calea metabolică a unei tulpini de bacterii Komagataeibacter xylinus pentru a crește producția de celuloză în timpul fermentației. Adăugarea ulterioară a E. coli producătoare de violacein în vasul de reacție a rezultat în țesături vopsite în violet, albastru și verde.

Cu toate acestea, echipa nu a reușit să obțină cu aceeași metodă tonurile mai calde, deoarece bacteriile nu au produs suficient colorant pentru a vopsi țesătura de celuloză, probabil din cauza creșterii slabe a bacteriilor. Pentru a depăși această problemă, ei au adăugat celuloză pregătită și tratată anterior într-o cultură de E. coli producătoare de carotenoide. Această metodă de co-cultivare a dus cu succes la obținerea de țesături vopsite în roșu, portocaliu și galben, completând astfel paleta de culori a echipei.

În general, această metodă „elimină necesitatea proceselor separate de vopsire și spălare”, a spus Lee.