Вчені випадково зробили ще більшим ненажерою фермент, що нищить пластик

18 Квітня 2018
здоров'я наука планета

Науковці вивчали нещодавно відкритий фермент, який розщеплює пластик. І випадково зробили його набагато ефективнішим.

В останні десятиліття пластик став одним з основних забруднювачів навколишнього середовища. За оцінками дослідників, за 60 років з початку розвитку промислового виробництва пластика, в світі створено понад 8,3 млрд тонн різних його видів. При цьому близько 80% таких відходів просто викидається. Через це, наприклад, кожен день ми з’їдаємо по 100 шматків пластику, а Велика тихоокеанська сміттєва пляма виявилась аж надто великою.

Поліетилентерефталат (ПЕТ) – один із найпоширеніших різновидів пластика. З нього виготовляють, скажімо, пляшки і штучне волокно. Тому дослідники вже давно шукають способи утилізації ПЕТ без шкоди для навколишнього середовища. У 2016 році японські мікробіологи, досліджуючи ґрунт поблизу заводу з виробництва цього пластику у портовому місті Сакай, знайшли бактерію Ideonella sakaiensis, яка його знищує. За шість тижнів бактерії виявилися здатні переробити полімерну плівку завтовшки 0,2 міліметра.

Нещодавно біологи під керівництвом професора Джона Макгіхана з Плімутського університету і доктора Грега Бекхема з Національної лабораторії поновлюваних джерел енергії Міністерства енергетики США досліджували кристалічну структуру ферменту цих бактерій, щоб зрозуміти, як це працює. Для перевірки однієї з гіпотез науковці внесли мутації в активний центр білка. За задумом, вони повинні були «вимкнути» його активність, проте замість цього фермент став працювати на 20% ефективніше природного аналога.

Взаємодія між ферментами та субстратами, фото з електроного мікроскопа. © Dennis Schroeder / NREL

Тобто абсолютно випадково створений мутантний фермент тепер розщеплює пластик краще, ніж природний.  Більш того, він виявився здатний переробляти ще й поліетилен фурандікарбоксілат – це полімер, що отримується з целюлози. «Технологія існує і є велика ймовірність, що в наступні роки ми побачимо індустріальний процес розщеплення ПЕТ і, можливо, інших речовин на первинні “будівельні блоки”, які можна буде постійно переробляти», – сподівається Джон Макгіхан.

18 Квітня 20:10
здоров'я наука планета
Найцiкавiше на сайтi

Отбросы и общество: как Украина загибается от мусора

В Украине работает только один мусоросжигательный завод, да и тот не может добиться необходимой температуры, а действительно крупного мусороперерабатывающего предприятия нет ни одного. При этом за рубежом с отходами уже давно научились разбираться таким образом, что они еще и помогают зарабатывать. Александр Михедов выяснял, что сегодня происходит с украинским мусором, зачем нужна сортировка и почему общественные проекты не могут изменить в корне всю систему.

«Одна из причин, по которой в прошлые годы мне начала нравиться свалка, была та, что она никогда не остается прежней, она движется как нечто огромное и живое, расползаясь как громадная амеба, поглощая землю и мусор», — написал шотландский писатель Иэн Бенкс в своем романе «Осиная фабрика». Кажется, что украинская свалка давно превратилась в самостоятельный организм, норовящий вытеснить людей и заполнить новые площади мусором. Сотворили себе такого врага сами люди. В Украине остаются верны захоронению — самому простому и дешевому способу борьбы с отходами.

После Львовской трагедии, случившейся в мае прошлого года, материалов на «мусорную» тему написано немало. Подробности инцидента на Грибовицкой свалке известны всей стране: пожар породил оползень, унесший жизни 4 спасателей. Цифры, которые постоянно приводят в статьях, не менее печальны:

Проблема давно приобрела национальные масштабы, но способы ее решения по традиции ищут не власти, а активисты, которых не устраивает перспектива жить на свалке. Один из таких энтузиастов — Евгения Аратовская, глава и идейный вдохновитель проекта «Украина без мусора».

Благодаря ее усилиям в 2015 году в Киеве появилась первая станция глубокой сортировки мусора No Waste Recycling Station. Каждый желающий может приносить на станцию вторсырье для переработки. Это металл и стекло, бумага и пластик, батарейки и электроника и прочий «полезный» мусор. О полезном и опасном мусоре рассказывает Евгения.

22 Лютого 2018

Плащ из травы, пластинка из крови: как дизайн ищет новые пути и находит их

Пока консерваторы копают картошку у бабушки на огороде, новаторы из мира дизайна озаботились тем, как синтезировать из этой картошки что-то полезное в хозяйстве, например, ложку. Ресурсы планеты исчерпываются, а человечество не только потребляет все больше, но и отправляет в отходы невероятное количество сырья. Выпускница Эйндховенской академии дизайна Даша Цапенко прочла лекцию о биоматериалах в дизайне, а Platfor.ma записала самое интересное.

В Эйндховенской академии лабораторию биоматериалов открыли несколько лет назад, а в США дизайнеры уже многого достигли в этом направлении. Очевидно, руководство академии решило не отставать от тренда – и в первый год магистратуры нам предложили создать что-то свое, используя потенциал биотехнологий.

Я, например, вырастила плащ из семян чиа. Прорастила их в ткани, пока «ворс» не достиг нескольких сантиметров. В Голландии постоянно идут дожди, и никто не любит эту погоду. А суть моей идеи была именно в том, чтобы человек искал дождь ради полива плаща. Я сама ходила так под ливнем, а потом выкладывала плащ на специальный поддон. В итоге он «прожил» около двух недель.

А наш преподаватель Эрик Кларенбик создал стул из мицелия – это корневая система грибов. Для этого он использовал специальный 3D-принтер, поместил субстрат с мицелием в него и напечатал части стула, которые потом собрал в единую конструкцию.

Плащ из ростков чиа - проект Даши Цапенко / dashatsapenko.com
Myceliumchair - проект Эрика Кларенбика / ericklarenbeek.com

Кстати, в качестве биоматериала чаще используют именно мицелий, а не сами грибы. Американская компания Ecovative увидела в этом материале строительный потенциал и начала выращивать утеплитель для домов. Он легкий, плотный, пористый, полностью биоразлагаемый. Для субстрата они применяют местные материалы: солому, например. Измельчают ее и смешивают с грибными спорами. Когда добавляют влагу, материал растет. Чтобы остановить рост и получить готовый продукт, который не будет расти даже при попадании воды, его запекают при определенной температуре.

Несколько лет назад Ecovative создали биоразлагаемые кирпичи.  В качестве субстрата использовали сельскохозяйственные отходы. Потом из кирпичей выстроили временную башню для проекта, разработанного архитектором Дэвидом Бенджамином в рамках программы молодых архитекторов MoMA.

Кроме того, в США уже довольно давно продают наборы по принципу «Сделай сам», только теперь это «Вырасти сам». В них вегетативная корневая структура грибов, субстрат и разъемная форма. Делаешь все по инструкции: растишь, запекаешь в обычной духовке – и готова твоя лампа, горшок для цветов или какая-то другая несложная вещь для дома.

30 Січня 2018

Геній генів: як наука навчилась творити суперлюдей і чому це лякає саму науку

CRISPR Cas9 — це складна назва простої та дешевої технології редагування геному, яка кардинально змінила можливості молекулярної біології. Ця система дозволила вченим серйозно говорити про перемогу над раком, ВІЛ та вірусом Зіка, спадковими генетичними захворюваннями та малярією. Завдяки CRISPR Cas9 можна здійснити аграрну революцію або «запрограмувати» собі ідеальну дитину. Фактично ця технологія кинула людству виклик на наукових, етичних, соціальних та політичних фронтах. Platfor.ma спробувала розібратися, чого в ній більше: корисного чи небезпечного.

Ланцюг ДНК — як намисто, де структурні елементи, нуклеотиди, зібрані в унікальній послідовності. Це намисто пасує саме вам і визначає ваше життя. Коли в послідовності всі намистини складені правильно, організм працює добре. Але коли туди втручаються віруси або мутації, гармонійна послідовність руйнується і людина хворіє. Вчені з’ясували, що організмові боротися з вірусами допомагає dream-team: CRISPR та білки Cas9. Ці круті хлопці в парі можуть «вирізати» з геному частинки вірусу, зупинивши зовнішнє вторгнення в клітину.

CRISPR — це імунна система багатьох одноклітинних, яка рятує мікроорганізми від вірусів. Розшифровується як Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (короткі паліндромні повтори, регулярно розташовані групами). Це необхідно знати, тому що між повторами містяться важливі частини — спейсери (проміжки). Вони несуть інформацію про чужорідні елементи, які колись проникали в клітину або в її пращурів.

Тобто CRISPR — це такий собі колекціонер, в якого є знімки усіх вторгнень в клітину. Він також турбується про оновлення своєї колекції. А Cas9 — це вже справжній ювелір, який за допомогою знімків вишукує на 100% ідентичні послідовності та вирізає їх із ланцюга ДНК. Потім ланцюг відновлюється і заповнюється правильними комбінаціями нуклеотидів.

Емануель Шарпентьє

У 2012-му науковці Емануель Шарпентьє та Дженіфер Дудна запропонували самостійно програмувати РНК для колекції, щоб Cas9 впізнавав і видаляв саме ті ділянки гену, які потрібно науковцям. Приблизно тоді ж інші дослідники встановили, що така технологія може спрацювати не лише в бактеріях, а й у людському організмі. Коли ж стало відомо, що цей відносно недорогий та ефективний спосіб редагування геному дійсно працює, учені по всьому світові розпочали найрізноманітніші дослідження.

2 Лютого 2018

«Получил Нобеля, позвонил маме»: разговор с выдающимся химиком о его Украине

Роалд Хоффман – один из самых именитых химиков современности, профессор Корнеллского университета и лауреат Нобеля-1981 за работы в сфере химических реакций. А еще он родился в Золочеве Львовской области и несколько раз приезжал на историческую родину. Platfor.ma поговорила с ученым по скайпу, чтобы расспросить его об украинской семье, изнанке Нобеля и том, почему он чувствует вину за свою фундаментальную науку.

– Расскажите, как вы записывали видеопослание жителям Золочева из Корнеллского университета (оно есть чуть ниже. – Platfor.ma).

– Я надеялся заинтересовать молодых людей наукой. В первые годы после получения независимости украинская молодежь хотела изучать скорее бизнес и экономику – все то, что способствовало построению нового общества. Кроме того, тогда поддержка науки была недостаточной. И в результате молодые люди просто в ней разочаровались. Сейчас ситуация улучшилась, но это все равно нужно поддерживать.

Для того, чтобы страна развивалась, ей нужны образованные молодые люди. Какой-то процент из них поедет учиться в европейские страны или США. Кто-то там останется – и это нормально. Но важно, что они будут помнить свою родину и могут вернуться в будущем. Это определённый этап развития страны. 15 лет назад 10% китайских выпускников после окончания университета оставались в США, а теперь больше половины из них вернулись на родину. Дело в экономической ситуации страны – сегодня в Китае очень благоприятная среда для науки и исследований. Я думаю, что Украину ждёт то же самое.

Ро­алд Хоф­фман

А история с видео такая – я записал его в своем университете. Меня об этом попросил Евгений Захарчук – он мой хороший знакомый, работает в западном центре украинской Академии наук. Вообще-то поначалу он и вовсе пригласил меня снова приехать в Украину. Я был очень тронут, но, увы, не мог, поэтому хотя бы записал сообщение.

16 Січня 2018