{"id":9139,"date":"2023-10-02T14:33:09","date_gmt":"2023-10-02T12:33:09","guid":{"rendered":"http:\/\/naukowy.blog.polityka.pl\/?p=9139"},"modified":"2023-10-02T23:04:11","modified_gmt":"2023-10-02T21:04:11","slug":"sinice-z-drukarki","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/2023\/10\/02\/sinice-z-drukarki\/","title":{"rendered":"Sinice z drukarki"},"content":{"rendered":"\n
\"\"<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Biologiczne oczyszczanie \u015bciek\u00f3w tradycyjnie dotyczy usuwania z nich substancji od\u017cywczych dla ro\u015blin lub glon\u00f3w, g\u0142\u00f3wnie zwi\u0105zk\u00f3w azotu i fosforu. Ro\u015bliny wodno-b\u0142otne buduj\u0105ce takie oczyszczalnie poch\u0142aniaj\u0105 te substancje, przekszta\u0142caj\u0105c je w bia\u0142ka i inne substancje buduj\u0105ce ich cia\u0142a.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n

W ich strefie korzeniowej \u017cyj\u0105 te\u017c organizmy cudzo\u017cywne, np. bakterie, mikroskopijne zwierz\u0119ta lub grzyby, kt\u00f3re zjadaj\u0105 zawart\u0105 w \u015bciekach materi\u0119 organiczn\u0105. Nie wszystkie jednak substancje organiczne, zw\u0142aszcza syntetyczne, s\u0105 ch\u0119tnie przez nie zjadane, a wiele z nich jest wr\u0119cz toksycznych. Radz\u0105 sobie z nimi niekt\u00f3re grzyby czy bakterie, utleniaj\u0105c je przy u\u017cyciu enzym\u00f3w zawieraj\u0105cych mied\u017a, nazywanych lakazami. Lakazy zwykle s\u0105 ma\u0142o specyficzne i rozk\u0142adaj\u0105 bardzo r\u00f3\u017cne zwi\u0105zki organiczne, w tym zawieraj\u0105ce pier\u015bcienie aromatyczne. Lakazy stosowane s\u0105 m.in. do neutralizacji trudno usuwalnych w inny spos\u00f3b barwnik\u00f3w odzie\u017cowych.<\/p>\n\n\n\n

W tym celu u\u017cywa si\u0119 cz\u0119sto lakaz grzybowych. Rzecz w tym, \u017ce s\u0105 nietrwa\u0142e i w oczyszczalni \u015bciek\u00f3w same szybko si\u0119 rozk\u0142adaj\u0105. Bardziej nadaj\u0105 si\u0119 do bezpo\u015bredniego stosowania w farbiarniach. Trwa\u0142a jest natomiast lakaza z otoczki bakterii Bacillus subtilis<\/em> znanej jako laseczka sienna. Wyst\u0119puje pospolicie, a obecno\u015b\u0107 bia\u0142ka CotA o w\u0142a\u015bciwo\u015bciach lakazy w jej otoczce chroni j\u0105 przed zatruciem. Jest wdzi\u0119cznym obiektem hodowli, ale w oczyszczalni \u015bciek\u00f3w \u017cyje jej si\u0119 gorzej.<\/p>\n\n\n\n

W zwi\u0105zku z tym biotechnolodzy od jakiego\u015b czasu, chc\u0105c uzyska\u0107 CotA, pozyskuj\u0105 z laseczki odpowiedni gen i wszczepiaj\u0105 go innym bakteriom. Ostatnio zesp\u00f3\u0142 z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego wszczepi\u0142 go bakterii Synechococcus elongatus<\/em>. To sinica, a wi\u0119c bakteria \u017cyj\u0105ca jako glon, kt\u00f3ra potrzebuje niewiele wi\u0119cej ni\u017c woda, dwutlenek w\u0119gla i \u015bwiat\u0142o s\u0142oneczne. Oczywi\u015bcie potrzebuje fosforu i azotu, ale ich ilo\u015b\u0107 w wodzie naturalnej czy \u015bciekach jest wystarczaj\u0105ca. Do za\u0142o\u017cenia hodowli wystarczy niewielka liczba kom\u00f3rek, kt\u00f3re w kilka dni rozmno\u017c\u0105 si\u0119, tworz\u0105c koloni\u0119. Taka kolonia genetycznie zmodyfikowanych – zawieraj\u0105cych gen koduj\u0105cy CotA – sinic mo\u017ce by\u0107 ca\u0142kiem efektywnym wk\u0142adem do biologicznej oczyszczalni \u015bciek\u00f3w.<\/p>\n\n\n\n

Wprowadzenie mikroorganizm\u00f3w do nowego \u015brodowiska, nawet kiedy to oczyszczalnia \u015bciek\u00f3w, musi by\u0107 kontrolowane. W przypadku GMO tym bardziej. W warunkach laboratoryjnych kom\u00f3rki bakterii, kt\u00f3re ju\u017c wype\u0142ni\u0142y swoje zadanie, mo\u017cna odwirowa\u0107, ale to pracoch\u0142onne. W warunkach pozalaboratoryjnych istnieje te\u017c ryzyko nieoczekiwanej ucieczki. Biotechnolodzy wpadli wi\u0119c na pomys\u0142, aby sinice uwi\u0119zi\u0107 w hydro\u017celu. Je\u017celi przepuszcza on wystarczaj\u0105co du\u017co \u015bwiat\u0142a i wody zawieraj\u0105cej substancje od\u017cywcze, \u0142\u0105cznie z dwutlenkiem w\u0119gla, kultura Synechococcus elongatus<\/em> mo\u017ce si\u0119 rozwija\u0107. Obecnie technologie hodowli kom\u00f3rek w hydro\u017celu nie s\u0105 ju\u017c niczym niezwyk\u0142ym. Mog\u0105 to by\u0107 nawet tkanki, co wykorzystuje si\u0119 do hodowania sk\u00f3ry potrzebnej do przeszczepu. Trzeba tylko dobra\u0107 odpowiedni szkielet.<\/p>\n\n\n\n

Idealnym szkieletem jest wielocukier uzyskiwany z innych glon\u00f3w – alginian. Tworzy hydro\u017cel w temperaturze pokojowej. Jest substancj\u0105 naturaln\u0105. Do oczyszczania \u015bciek\u00f3w najlepiej nadaj\u0105 si\u0119 p\u0142atki formowane drukark\u0105 3D. Tworzy je materia\u0142 biologiczny nazywany biotuszem. Biotusz to w\u0142a\u015bnie hydro\u017cel, w tym przypadku opr\u00f3cz alginianu i wody zawieraj\u0105cy \u017cywe kom\u00f3rki sinic. Alginianowy hydro\u017cel nie tylko wi\u0119zi sinice, ale i chroni je przed warunkami drukowania.<\/p>\n\n\n\n

Na wypadek gdyby jednak jakie\u015b kom\u00f3rki uwolni\u0142y si\u0119 z hydro\u017celu, biotechnolodzy wbudowali w ich genom bezpiecznik. Jest nim ryboprze\u0142\u0105cznik, kt\u00f3ry po aktywacji teofilin\u0105 uruchamia procesy prowadz\u0105ce do samoczynnego rozpadu kom\u00f3rek. Wystarczy wi\u0119c wprowadzi\u0107 teofilin\u0119, sk\u0105din\u0105d niegro\u017an\u0105 substancj\u0119 pozyskiwan\u0105 z herbaty lub kakaowca, bardzo podobn\u0105 do kofeiny, do roztworu, a zbieg\u0142e sinice pope\u0142ni\u0105 samob\u00f3jstwo.<\/p>\n\n\n\n

Piotr Panek<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Fot. Wikipedysta Masur,<\/a> domena publiczna<\/p>\n\n\n\n