Forskarna använde avancerad elektronmikroskopi och atomkraftsmikroskopi för att visualisera de invecklade interaktionerna mellan mikroberna och deras miljö. De upptäckte att mikroberna, kända som cyanobakterier, fångar solljus genom specialiserade strukturer som kallas karboxysomer och använder denna energi för att omvandla CO2 till bioplast.
"Genom att visualisera processen så detaljerat får vi en djupare förståelse för hur dessa mikroorganismer omvandlar solljus och CO2 till ett värdefullt material", säger Dr Sarah Richardson, huvudförfattare till studien. "Denna kunskap är avgörande för att optimera och potentiellt skala upp produktionen av bioplaster med hjälp av cyanobakterier."
Avbildningsteknikerna avslöjade att cyanobakterierna bildar kluster och skapar mikromiljöer som förbättrar deras förmåga att omvandla CO2 till bioplast. Detta gemensamma beteende möjliggör effektiv delning av resurser och skydd mot yttre stressfaktorer. Forskarna tror att förståelse och optimering av dessa mikrobiella kluster ytterligare kan förbättra bioplastproduktionen.
PHB, bioplasten som produceras av cyanobakterierna, har ett brett användningsområde, från förpackningsmaterial till bildelar. Dess biologiskt nedbrytbara och förnybara natur gör den till ett lovande alternativ till konventionell petroleumbaserad plast.
"Vår studie belyser potentialen i att utnyttja naturens kraft för att omvandla avfallsprodukter som CO2 till värdefulla material", säger professor Robert Blankenship, medförfattare till studien. "Genom att utnyttja mikroorganismers metaboliska förmåga kan vi utforska innovativa metoder för att möta globala utmaningar som koldioxidutsläpp och plastföroreningar."
Förmågan att visualisera och förstå de intrikata processer som utförs av soldrivna mikrober kan öppna nya vägar för bioteknik och bioteknik. Resultaten från denna forskning bidrar till det växande området för hållbar utveckling av biomaterial och ger hopp om en mer miljövänlig framtid.
