从植物中产生塑料的细菌。免费技术图书馆新闻

从植物中制造塑料的细菌

11.03.2019

创造了从植物中产生塑料的细菌。这是一种可生物降解的物质，在微生物的帮助下生产它可能比从油中合成类似物更便宜。原料是从木材作为废纸生产中获得的。

在树木、灌木和草的组织中，除了纤维素外，还有木质素。它是一种主要由大量苯丙烷（C9H10）分子组成的三维聚合物。在现代植物中，它通过将纤维素纤维粘合在一起来提供机械强度，并密封身体及其细胞。

木质素含量从一些针叶树中的 38% 到谷物中的 20% 不等。它是在造纸过程中获得的，其中高达 98% 会立即燃烧。其余的被加工成燃料团块，甚至埋在地下。人们还没有提出任何更有用的应用程序，但木质素也没有任何危害。这种物质无毒，但它仍然不值得在它的墓地附近生活——它燃烧得很好。

从木质素中获得有用的东西的困难在于其分子的大小。它非常大，为了从中获得芳香烃，类似于那些在石油中如此丰富的烃，它必须被分成“砖块”。现代化学当然可以做到这一点，但它既困难又昂贵。从石油中提取成品原材料要便宜得多。

美国威斯康星大学麦迪逊分校的一组科学家试图解决这个问题。作为助手，他们吸引了以非典型美食偏好而闻名的 Novosphingobiumaromaticivorans 细菌。最初，它们是从充斥着石油的地球中分离出来的，他们的研究表明，它们可以为它们的目的加工多种芳烃。他们的能力足以制造木质素。

为了使细菌适应商业环境，科学家们从它们的基因组中去除了三个基因，使最适合人类的分解中间产物之一成为最后一个。收到它后，细菌将结果发送到外面并继续使用新剂量的木质素。

这项研究的最终结果是一种名为 2-pyrone-4,6-dicarboxy acid 的物质，幸运的是，我们更熟悉的是 PDC。它可以用来合成其他东西，也可以直接应用。目前，PDC 的总产量是木质素初始质量的 59%，但作者认为该技术可以改进。

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爱丁堡大学的研究人员发现，信息是通过导丝网络传输的，导丝网络在微小的纳米级距离上发送信号。

研究人员认为，正是带电分子在这些微小距离上的运动传递了信息，就像在计算机微处理器中一样。

局部信号负责控制细胞活动，例如指示肌肉细胞放松或收缩。当这些信号到达细胞中心的遗传物质（称为细胞核）时，它们会发出结构细微变化的信号，释放某些基因以便表达。

这些基因表达的变化进一步改变了细胞的行为。例如，当细胞从稳定状态转变为生长期时，网络会完全重新配置以传输信号，从而打开生长所需的基因。

研究人员表示，了解控制该系统的代码有助于了解肺动脉高压和癌症等疾病，并有朝一日开辟新的治疗选择。

该团队通过研究细胞内带电钙分子的运动发现了这一发现，这些钙分子是在细胞内携带指令的关键信号。

使用强大的显微镜，他们能够使用类似于获得第一张黑洞图像的计算技术来观察这个信号系统。

科学家们说，他们的发现是量子生物学的一个例子，这是一个使用量子力学和理论化学来解决生物学问题的不断发展的领域。

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