新材料：細菌を改造してプラスチックを食べて「クモの糸」を吐き出す

米レンスラー工科大学とアーゴン国立実験室の科学者は手を携えて、銅緑仮細胞菌を改造し、プラスチックごみを生分解可能な「クモの糸」に変えることができるようにした。得られたフィブロインはクモの巣を織るための糸と似ており、紡績、医学、化粧品業界への応用が期待されている。科学者が細菌を利用してポリエチレンプラスチックを高価値タンパク質製品に変換するのは初めてだ。関連論文は最近の「微生物細胞工場」誌に発表された。

銅緑膿菌は自然にポリエチレンを食料源とすることができる。最新の研究では、研究者はこの細菌を改造し、ポリエチレンをフィブロインに変換することができ、そのフィブロイン製造の効率と生産量は伝統的にフィブロイン製造に用いられている細菌菌株に匹敵することができる。

研究チームは、細菌がポリエチレンを発酵させるためには、まずプラスチックを「簡略化」しなければならないと述べた。人間が食べる前に食べ物を小さく切って噛むように、細菌もポリエチレン長分子鎖やポリマーを直接「食べる」ことは難しい。そこで、研究チームは圧力下でプラスチックを加熱し、解重合させ、柔軟でワックス質の物質を得た。次にフラスコの底にプラスチックワックスを塗って、細菌の栄養源とします。改造された細菌はこのプラスチックを食べ、「クモの糸」を吐き出すことができる。

研究者は、蜘蛛の糸は大自然のケブラー繊維で、強度はほとんど鋼と同じだが、密度は鋼の6倍なので非常に軽いと指摘している。バイオプラスチックとして、柔軟性、無毒、生分解性などの特性を持ち、持続的なプラスチック汚染を回避するための絶好の材料である。