В качестве важного шага на пути к по-настоящему устойчивой моде исследователи генетически модифицировали бактерии, чтобы создать веганскую альтернативу коже, не содержащую пластика, которая может красить себя в черный цвет. Демонстрируя потенциал своего нового метода, авторы исследования смогли вырастить целую обувь (без подошвы) из специально подобранных микробов всего за две недели. Исследование опубликовано в журнале Nature Biotechnology.
Как и многие другие материалы, используемые в производстве одежды, кожа наносит вред окружающей среде, и исследователи ищут более экологичные альтернативы. Среди наиболее перспективных веществ — бактериальная целлюлоза, которую производят некоторые бактерии рода Komagataeibacter.
Эти микроорганизмы выделяют линейные цепочки глюкозы, которые самособираются в прочную сетку волокон, известную как пелликула. Помимо изготовления превосходного текстиля, пелликулы можно быстро производить из отходов сырья, таких как гнилые фрукты, и, следовательно, они оказывают очень низкое воздействие на окружающую среду.
Однако, хотя идея использования бактериальной целлюлозы в качестве заменителя кожи не является чем-то новым, ученые до сих пор пытались найти экологически чистый метод придания цвета этим материалам. Действительно, синтетическое химическое окрашивание является одним из самых загрязняющих процессов в моде, а черные пигменты, которые используются для окраски кожи, являются одними из худших нарушителей.
Чтобы обойти эту проблему, исследователи генетически модифицировали тип Komagataeibacter для производства фермента тирозиназы, который катализирует образование черного пигмента эумеланина. Благодаря низкой растворимости в воде эумеланин является отличным кандидатом на использование в качестве красителя для текстиля, поскольку он вряд ли потечет при стирке.
В течение 14 дней команда выращивала бактериальную целлюлозу в форме в форме обуви, используя измененные микробы, а затем легкое встряхивание стимулировало выработку эумеланина, тем самым окрашивая материал в черный цвет изнутри. Они также изготовили черный бумажник, разрезав и сшив листы пленки, выделяемой модифицированными бактериями.
«Изобретение нового, более быстрого способа производства экологически чистых альтернатив самоокрашенной коже является крупным достижением синтетической биологии и устойчивой моды», — заявил автор исследования профессор Том. «Бактериальная целлюлоза по своей сути является веганской, и для ее роста требуется лишь небольшая часть выбросов углекислого газа, воды, землепользования и времени, потраченных на выращивание коров для производства кожи», — добавляет он.
«В отличие от альтернативной кожи на основе пластика, бактериальную целлюлозу можно производить без использования нефтехимических веществ, и она будет безопасно и нетоксично разлагаться в окружающей среде», — говорит Эллис.
Сделав еще один шаг вперед, исследователи продемонстрировали, что бактерии можно стимулировать к выработке пигментов в ответ на синий свет. Это позволило им добавлять формы и логотипы к пленкам, просто освещая нужные узоры светом.
Забегая вперед, команда утверждает, что теперь возможно создать бактерии, способные производить другие цвета аналогичным образом, при этом пигменты, такие как индиго, уже синтезированы определенными штаммами кишечной палочки.
«Мы с нетерпением ждем возможности сотрудничать с индустрией моды, чтобы сделать одежду, которую мы носим, более экологичной на всей производственной линии», — говорит Эллис.
