Cyanobakterier producerar plast naturligt som en biprodukt av fotosyntesen – och de gör det på ett hållbart och miljövänligt sätt. Forskare vid universitetet i Tübingen har nu för första gången lyckats ändra bakteriernas ämnesomsättning för att producera denna naturliga plast i mängder så att den kan användas industriellt. Denna nya plast kan komma att konkurrera med miljöskadlig petroleumbaserad plast. Forskarna, ledd av professor Karl Forchhammer vid Interfakultets institut för mikrobiologi och infektionsmedicin, presenterade nyligen sina resultat i flera studier som publicerades i tidskrifterna Mikrobiella cellfabriker och PNAS .

"Den industriella relevansen av denna form av bioplast kan knappast överskattas, " säger Forchhammer. Omkring 370 miljoner ton plast produceras för närvarande varje år. Enligt prognoser, Den globala plastproduktionen kommer att öka med ytterligare 40 procent under det kommande decenniet. Å ena sidan, plast kan användas på en mängd olika sätt och är billig, till exempel som förpackning för livsmedel. Å andra sidan, det är orsaken till ökande miljöproblem. Allt mer plastavfall hamnar i den naturliga miljön, där det förorenar haven eller kommer in i näringskedjan i form av mikroplast. Vidare, plast är huvudsakligen tillverkad av petroleum, som släpper ut ytterligare CO ₂ ut i atmosfären när den bränns.

En lösning på dessa problem kan ligga i en stam av cyanobakterier med överraskande egenskaper. Cyanobakterier av släktet Synechocystis producerar polyhydroxibutyrat (PHB), en naturlig form av plast. PHB kan användas på liknande sätt som plasten polypropen men är snabbt nedbrytbar i miljön, samt föroreningsfria. Dock, mängden som produceras av dessa bakterier är vanligtvis mycket liten. Forskargruppen i Tübingen lyckades identifiera ett kontrollsystem i bakterierna som begränsar det intracellulära flödet av fixerat kol mot PHB. Efter att ha tagit bort motsvarande regulator och implementerat flera ytterligare genetiska förändringar, mängden PHB som produceras av bakterierna ökade enormt och stod så småningom för mer än 80 procent av cellens totala massa. "Vi har skapat veritabla plastbakterier, " säger Dr Moritz Koch, första författaren till studien publicerad i Mikrobiella cellfabriker .

Cyanobakterier, även känd som mikroalger eller blågröna alger, är bland de mest iögonfallande men ändå kraftfulla spelarna på vår planet. Det var blågröna alger som skapade vår atmosfär och ozonskiktet som skyddade oss mot UV-strålning genom fotosyntes för cirka 2,3 miljarder år sedan.

"Cyanobakterier är, på sätt och vis, de dolda mästarna på vår planet, "Koch betonar." Detta understryker den enorma potentialen hos dessa organismer. "Eftersom de blågröna bakterierna bara behöver vatten, CO ₂ och solljus, forskarna tror att de är idealiska kandidater för klimatvänlig och hållbar produktion. "När detta väl är etablerat i industrin, hela produktionen av plast skulle kunna revolutioneras, " säger Koch. Det långsiktiga målet, han säger, är att optimera användningen av bakterierna och att öka den till den punkt där storskalig användning blir möjlig.