Tworzywa sztuczne stały się symbolem nowoczesności XX wieku – lekkie, trwałe i niezwykle wszechstronne. Jednak ich powszechność i odporność na degradację okazały się jednocześnie ich największym problemem. Skumulowane odpady plastikowe coraz częściej trafiają nie tylko do ekosystemów wodnych i glebowych, ale i do ludzkiego organizmu – w formie mikro- i nanoplastiku.
W odpowiedzi na to globalne wyzwanie intensywnie rozwijane są innowacyjne technologie materiałowe, które łączą funkcjonalność tworzyw sztucznych z ich środowiskową neutralnością. Jedną z najbardziej perspektywicznych ścieżek jest biotechnologia przemysłowa, a konkretnie: inżynieria genetyczna mikroorganizmów.
W Łukasiewicz – Instytucie Chemii Przemysłowej prowadzimy badania nad biologicznymi procesami produkcji bioplastików – materiałów polimerowych biodegradowalnych, wytwarzanych z wykorzystaniem odpowiednio zaprogramowanych bakterii. To nie tylko dowód na dojrzałość nowoczesnych metod biotechnologicznych, ale również konkretny wkład w rozwój gospodarki cyrkularnej i ograniczenie presji środowiskowej wynikającej z nadprodukcji tworzyw konwencjonalnych.
– Dzięki naszej pracy jesteśmy w stanie „nakłonić” bakterie do produkcji konkretnych substancji – mówi Piotr Kierył z Sekcji Inżynierii Genetycznej i Biotosyntezy Łukasiewicz – IChP. – Wymaga to precyzyjnego przeprogramowania ich układów genetycznych, bo bakterie – podobnie jak my – nie chcą nosić zbędnego ciężaru. Musimy więc znaleźć sposób, by produkcja była dla nich opłacalna biologicznie.
Żywe fabryki, które działają w rytmie DNA
Bakterie nie są maszynami. Każda zmiana w ich kodzie genetycznym musi być przemyślana i dostrojona do ich naturalnych mechanizmów obronnych. Ale gdy już uda się odpowiednio zaprojektować ścieżkę biosyntezy, mikroorganizm staje się żywą fabryką – zdolną do produkcji związków chemicznych, które do tej pory pozyskiwaliśmy wyłącznie syntetycznie lub z trudnodostępnych źródeł.
Przykładów jest wiele: bioplastik, insulina, enzymy przemysłowe, a nawet syntetyczne białko pajęcze – materiał o niezwykłej wytrzymałości mechanicznej, rozważany jako komponent w kamizelkach kuloodpornych czy materiałach wojskowych nowej generacji.
Inwestycja w technologię i infrastrukturę
Rozwój tej gałęzi badań nie byłby możliwy bez nowoczesnego zaplecza technologicznego. Dlatego w Łukasiewicz – IChP powstaje Kampus Mościcki – nowa przestrzeń badawcza współfinansowana z Krajowego Planu Odbudowy. To właśnie tu uruchamiamy zaawansowane laboratoria biologii molekularnej, bioanalityki i biotechnologii przemysłowej.
Kampus Mościcki umożliwi nie tylko prowadzenie zaawansowanych badań nad biosyntezą i sekwencjonowaniem, ale także przyspieszy wdrażanie wyników do praktyki przemysłowej – co w przypadku materiałów takich jak bioplastik może mieć ogromne znaczenie zarówno dla gospodarki, jak i środowiska.
Zrównoważona przyszłość zaczyna się od mikroorganizmów
Biotechnologia to dziś nie tylko narzędzie naukowe – to strategiczny kierunek rozwoju dla przemysłu, ochrony środowiska i zdrowia publicznego. W Łukasiewicz – Instytucie Chemii Przemysłowej wykorzystujemy ten potencjał w praktyce: projektujemy mikroorganizmy, które działają w służbie człowieka i planety.
Bakterie nie są już wyłącznie obiektem badań – stają się naszymi partnerami technologii. I kto wie, może to właśnie dzięki nim przyszłość będzie mniej plastikowa, a bardziej naturalna.
oprac. M.S.
