Dünyayı kurtarmak için bakteriden kıyafet yapılıyor

Mevcut sentetik lif üretimi, kimyasal senteze ve enerji yoğun boyama işlemlerine büyük ölçüde bağımlı. Çalışmanın başyazarı Sang Yup Lee, bu süreçlerin suyu ve toprağı ağır metallerle kirletebildiğini ve yüksek sera gazı emisyonlarına yol açtığını belirtiyor. Bu nedenle son yıllarda bakteriler aracılığıyla doğal lif üretimine yönelik ilgi artmış durumda. Ancak bakteriyel selülozun doğal olarak beyaz olması, işlem sonrası mutlaka boyama gerektirdiği anlamına geliyor.

Araştırma ekibi, bu sorunu çözmek için selüloz üreten bakterileri, doğal boya pigmentleri üreten E. coli suşlarıyla birlikte yetiştirdi. Kullanılan E. coli türleri iki farklı boya sınıfı üretti: Mor, mavi ve yeşil tonlarını sağlayan daha koyu violasein pigmentleri ile kırmızı, turuncu ve sarı tonlarını üreten karotenoid pigmentleri.

Bilim insanları ilk olarak Komagataeibacter xylinus adlı bakterinin metabolik yolaklarını düzenleyerek fermantasyon sırasında daha fazla selüloz üretmesini sağladı. Ardından violasein üreten E. coli örnekleri ortama eklendi ve böylece mor, mavi ve yeşile boyanmış kumaş üretildi. Ancak aynı yöntem sıcak tonlarda işe yaramadı; çünkü karotenoid üreten bakteriler yeterli pigment oluşturacak kadar iyi büyüyemedi.

Bu sorunu aşmak için ekip, önceden yetiştirilmiş ve işlenmiş selülozu karotenoid üreten E. coli kültürüne ekledi. Bu birlikte yetiştirme yöntemi sayesinde kırmızı, turuncu ve sarı tonlarında kumaşlar başarıyla elde edildi ve böylece tam bir gökkuşağı paleti tamamlanmış oldu.

Yeni yöntem, boyama ve yıkama gibi çevreye zarar veren süreçleri ortadan kaldırıyor ve su tüketimini azaltıyor. Üretilen renkli selülozun asitlere, bazlara, ısıya ve yıkamaya karşı oldukça dayanıklı olduğu belirtildi. Ancak araştırmacılar, endüstriyel deterjanlara ve mekanik aşınmaya karşı dayanıklılığın hâlâ test edilmesi gerektiğini vurguluyor.

Sang Yup Lee, gelecekte mevcut yedi rengi daha geniş bir renk yelpazesine dönüştürmek ve süreci endüstriyel ölçekte uygulanabilir hâle getirmek istediklerini söylüyor. Ayrıca selüloz üretim biçiminin değiştirilmesiyle biyolojik olarak parçalanabilir ambalaj gibi farklı kullanım alanlarının da mümkün olabileceğini belirtiyor.