Bakterien zerstören Schadstoffe im Wasser

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University of California San Diego nutzt Polymer
auf Algenbasis - Nach getaner Arbeit folgt Suizid

Bakterien zerstören Schadstoffe im Wasser
Lebender Schadstoffzerstörer frisch aus dem 3D-Drucker (Foto: David Baillot, ucsd.edu)
Archiv | 16.09.2023 | Mit einem per 3D-Druck hergestellten Polymer auf Algenbasis und darauf angesiedelten Bakterien lassen sich Schadstoffe im Wasser umweltverträglich zerstören, so Forscher der University of California San Diego. Bei den Mikroorganismen handelt es sich um die sonst wegen ihrer Giftproduktion gefürchteten Cyanobakterien, früher Blaualgen genannt. Nach einer gentechnischen Veränderung produzieren sie ein Enzym, das verschiedene Schadstoffe in harmlose Bestandteile zerlegt. Auch haben die Biologen die Mikroorganismen mit einem Selbstzerstörungsmechanismus ausgestattet, der sie nach getaner Arbeit vernichtet. Dieser wird vom Molekül Theophyllin ausgelöst, das in Tee und Schokolade vorkommt.

Algenprodukt wird Druckertinte

"Innovativ ist die Kombination eines Polymermaterials mit einem biologischen System. Es handelt sich um ein lebendes Material, das auf Reize reagiert, die normale synthetische Materialien kalt lassen", so Forscher Jon Pokorski. Um das lebende Material herzustellen, nutzen die Experten Alginat, ein natürliches Polymer, das aus Algen gewonnen wird. Es wird hydratisiert zu einem Gel und vermischt mit den genmanipulierten Cyanobakterien. Diese Druckertinte wird in den Tank eines 3D-Druckers gefüllt, der unterschiedlich geformte Gebilde herstellt.

 

Am besten geeignet ist eine gitterartige Struktur, in der die Mikroorganismen die besten Lebensbedingungen vorfinden, sodass sie ihre Aufgabe optimal erledigen können. Diese Form hat ein hohes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen, wodurch die meisten Cyanobakterien nahe der Materialoberfläche platziert werden, sodass sie ungehinderten Zugang zu Nährstoffen und Licht haben.

 

Enzym gegen organische Schadstoffe

Die Bakterien produzieren das Enzym Laccase, das eine Vielzahl organischer Schadstoffe zerstört, darunter Bisphenol A, Antibiotika, Medikamentenrückstände und Farbstoffe wie Denim, das beim Färben von Jeansstoffen verwendet wird. "Durch den Selbstzerstörungsmechanismus können wir die Sorge zerstreuen, dass sich gentechnisch veränderte Bakterien in der Umwelt ansiedeln", sagt Pokorski abschließend. (pte)

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