Baktériumok gyárthatnak komplex fehérjéket a jövő űrhajósai számára

Az Amerikai Kémiai Társaság áprilisi konferenciáján mutattak be egy igen hatékonynak bizonyuló mesterséges fehérje-előállítási módszert, amellyel számtalan, eddig nem megoldható folyamatot lehet gyakorlatban használhatóvá tenni.
A pókselyem kivételes mechanikai tulajdonságú anyag, erősebb az acélnál, nem mérgező, és ráadásul biológiai úton lebontható, azonban a pókok igen kis mennyiséget állítanak csak elő, ráadásul a pók laboratóriumi tartása sem hatékony. A különböző fehérjékből készülő szálat viszont rengeteg dologra fel lehetne használni mérnöki vagy orvosi alkalmazásokban is, így nagy érdeklődés övezi a baktériumok bevonását. A genetikailag módosított baktériumok képesek arra nagy tömegben, amit a pók csak kis mennyiségben állíthat elő, hosszú ideje vizsgálták már az előállítási lehetőségeket. A problémát leginkább az jelenti, hogy a selyem előállítását kódoló hosszú, ismétlődő részekből álló DNS-szakaszt más élőlénybe átemelve az instabillá válik, így nem tudnak tökéletes selymet építeni.

Egy új ötlet alapján nem a teljes DNS-szakaszt, hanem annak különválasztott részeit ültetik át baktériumokba, így azok nem kész selymet, csak annak az egyes fehérjéit állították elő. A pókselyem fehérjéit összekötő szakaszok, az úgynevezett inteinek voltak a folyamat kulcsai: az intein egyes enzimek hatására egymásba kapcsolja a fehérjéket, ez a pók testében természetesen lezajló folyamat azonban utánozható. A különböző baktériumok termelte fehérjéket összekeverve a megfelelő enzimekkel kész pókselyem született, amelynek a mechanikai tulajdonságai teljesen azonosak voltak a pók által gyártott selyemével. A módszer kísérleti fázisában már nagyobb mennyiségű selymet tudtak így előállítani, mintha pókokkal készíttették volna el. A szintetikus pókselyem kiválthatna olyan, jelenleg kőolajból előállított műanyag szálakat is, mint pl. a nejlon. A Dr. Fuzhong Zhang professzor vezette kutatócsoport a St. Louis-i Washington Egyetem mérnöki karának laborjában számtalan, baktériumok bevonásával készülő szintetikus szerves anyag előállításával kísérletezik.

Hasonló módszerekkel más, biológiai eredetű, fehérje alapú anyagot is előállíthatnak, például kagylók termelte ragasztót, amelyet víz alatt lehet használni (ennek szintén vannak orvosi felhasználási lehetőségei is). A kutatásokat részint a NASA támogatja, mivel a baktériumok által előállítható anyagok a jövő űrutazásai során egyszerű megoldásokat jelenthetnek a felmerülő szükségletekre. Jelenleg olyan módszereken dolgoznak a kutatók, amelyek szén-dioxidból tudnak a baktériumkultúrák számára szénhidrát-tápanyagokat előállítani, így anélkül is működhetnének az űrben a baktériumok fehérje-gyárai, hogy ehhez nagy mennyiségű tápot kellene az űrhajósoknak magukkal vinni az utazásokra.