Ми часто чуємо про ціанобактерії, також відомі як синьо-зелені водорості. Їх рясне цвітіння насичує воду озер, річок і океанів токсинами, а глобальне потепління лише посилює цю проблему. Однак вчені придумали, як використовувати зброю мікробів проти них самих.
Матеріал, розроблений групою вчених з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго, складається з природного полімеру, отриманого з морських водоростей і відомого як альгінат, в поєднанні з живими ціанобактеріями Synechococcus elongatus.
Отриманий гідрогель друкується на 3D-принтері у вигляді вафельної сітки з високим співвідношенням площі поверхні до об’єму. Така конфігурація підвищує виживання бактерій, розміщуючи більшість мікробів поблизу поверхні гелю, де їм легше отримати доступ до життєво важливих поживних речовин, газів та сонячного світла.
Важливо, що ціанобактерії були генетично модифіковані для отримання ферменту, який називається лакказа. Попередні дослідження показали, як лакказа здатна розщеплювати забруднювачі, що переносяться водою, такі як бісфенол А (BPA), антибіотики, фармацевтичні препарати та барвники. Під час лабораторних випробувань новий матеріал успішно нейтралізував індигокармін, токсичний барвник, який зазвичай використовується у виробництві синіх джинсів.
Звичайно, ніхто не хоче, щоб генно-модифіковані ціанобактерії залишалися в навколишньому середовищі після завершення роботи. Враховуючи цей факт, мікроби були додатково модифіковані, щоб виробляти білок, який руйнує їх одноклітинні тіла під впливом природної хімічної речовини, відомої як теофілін.
Однак, оскільки теофілін не є рідним для водного середовища, ніхто не хоче, щоб він потрапив у їхні озера чи річки. Тому нині вчені вивчають можливість модифікацій бактерій таким чином, щоб їх самознищення могло бути викликане стимулами, вже присутніми в навколишньому середовищі.