Siyanobakteriler Plastik Endüstrisinde Devrim Yaratabilir
Fotoğraf-1: Havalandırılmış tüplerde siyanobakterilerin basit laboratuvarda yetiştirilmesi. Kredi: Tübingen Üniversitesi
Siyanobakteriler, fotosentezin yan ürünü olarak doğal bir biçimde plastik üretirler ve bunu sürdürülebilir ve çevre dostu bir şekilde yaparlar. Tübingen Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, bu doğal plastiği endüstriyel olarak kullanılmasını sağlayacak miktarlarda üretmek amacıyla, bakterinin metabolizmasını ilk kez değiştirmeyi başardılar. Bu yeni plastik, çevreye zararlı petrol bazlı plastiklerle rekabet edebilir. Interfaculty Institute of Microbiology and Infection Medicine’den Profesör Karl Forchhammer başkanlığındaki araştırmacılar, son zamanlarda bulgularını Microbial Cell Factories ve PNAS dergilerinde yayımlanan çeşitli çalışmalarda sundular.
Forchhammer, “Bu biyoplastik formunun endüstriyel önemi fazla tahmin edilemez” diyor. Halen, her yıl yaklaşık 370 milyon ton plastik üretiliyor. Tahminlere göre, küresel plastik üretiminin önümüzdeki on yıl içinde %40 daha artması bekleniyor. Bir taraftan, plastik çeşitli şekillerde kullanılabilir ve örneğin gıda ambalajı olarak ucuzdur. Öte taraftan ise, artan çevre sorunlarının sebebidir. Okyanusları kirlettiği veya gıda zincirine mikroplastik şeklinde girdiği için doğal ortamda gittikçe daha fazla plastik atık kalmaktadır. Üstelik, plastik yakıldığında atmosfere fazladan CO2 salan petrolden yapılır.
Bu sorunların çözümü, şaşırtıcı özelliklere sahip bir siyanobakteri türünde yatıyor olabilir. Synechocystis cinsinin siyanobakterileri, doğal bir plastik formu olan polihidroksibütirat (PHB) üretir. PHB, plastik polipropilene benzer şekilde kullanılır, ancak çevrede hızla parçalanabilir ve buna ilaveten kirletici içermez. Ancak bu bakterilerin ürettiği miktar genellikle çok azdır. Tübingen araştırma grubu, bakteride PHB’ye doğru sabit karbonun hücre içi akışını sınırlayan bir kontrol sistemi tanımlamayı başardı. İlgili düzenleyiciyi kaldırdıktan ve birkaç başka genetik değişiklik uyguladıktan sonra, bakteriler tarafından üretilen PHB miktarı muazzam bir şekilde arttı ve sonunda hücrenin toplam kütlesinin yüzde 80’inden fazlasını oluşturdu. Microbial Cell Factories’de yayımlanan çalışmanın ilk yazarı Dr. Moritz Koch, “Gerçek plastik bakteriler yarattık” diyor.
Fotoğraf-2: Fotobiyoreaktörde daha büyük miktarlarda siyanobakteriler yetiştirilebilir. Kredi: Tübingen Üniversitesi
Mikroalg veya mavi-yeşil alg olarak da bilinen siyanobakteriler, gezegenimizdeki en göze çarpmayan güçlü oyuncular arasındadır. Atmosferimizi oluşturan mavi-yeşil algler yaklaşık 2,3 milyar yıl önce bizi fotosentez yoluyla UV radyasyonundan koruyan ozon tabakasıydı.
Fotoğraf-3: Yeni varyantlar, PHB üretiminin arttığını göstermektedir. Kredi: Tübingen Üniversitesi
Koch, “Siyanobakteriler bir anlamda gezegenimizin gizli şampiyonlarıdır” diyerek siyanobakterilerin önemini vurguluyor ve ekliyor, “Bu, bu organizmaların muazzam potansiyelinin altını çiziyor.” Mavi-yeşil bakteriler yalnızca suya, CO2‘ye ve güneş ışığına ihtiyaç duyduğundan, araştırmacılar onların iklim dostu ve sürdürülebilir üretim için ideal adaylar olduğuna inanıyor. Koch, “Bu, sanayide bir kez tesis edildikten sonra, tüm plastik üretiminde devrim yaratabilir” diyor ve sözlerini şu şekilde noktalıyor, “Uzun vadeli hedefimiz, bakteri kullanımını optimize etmek ve büyük ölçekli kullanımın mümkün olduğu noktaya çıkarmaktır.”
Kaynak: phys.org
