Bakterije koje rade za nas

Datum 21.11.2011 02:11:00 | Kategorija: Analitički kutak

E. coli (foto: Wikimedia Commons)Stoljećima ljudi koriste životinje za razne poslove koje ne mogu obavljati sami kao oranje, prijenos tereta, vuču kola. Koristimo biljke za hranu, ogrjev, izradu papira ili lijekova. Koristimo i Sunčevu energiju, energiju vjetra i vode. Kroz stoljeća pronalazimo načine kako natjerati prirodu da radi za nas.  No, kada pomislimo na bakterije, često na njih gledamo kao na neprijatelje koje treba što prije „srediti" antibioticima. Na koji način bakterije danas i u budućnosti mogu raditi za nas, doznajte u nastavku.


Manipuliranje bakterijama i „tjeranje" ovih organizama da rade za nas velikim dijelom nam je omogućila rekombinantna DNA tehnologija.  Ukratko, u  bakterije se ubacuju strani geni, na primjer ljudski, a bakterija potom ne proizvodi samo svoje proteine, nego proizvodi i ljudski protein. Bakterija koja najviše radi za ljude je Escherichia coli (E. coli). Nalazimo je u ljudskom organizmu, u crijevima, gdje s nama živi u simbiozi - mi joj dajemo hranu, a ona nama vitamin K2. Znači, partnerstvo je već stvoreno na prirodan način, a rekombinantna DNA tehnologija je pronašla nove poslove za E. coli.  Ona se danas najviše koristi za modernu proizvodnju inzulina. Nekada se ljudima davao životinjski inzulin (izoliran iz svinja i goveda), no nedostatak ovog inzulina su moguće alergijske reakcije, pošto se životinjski inzulin razlikuje za nekoliko aminokiselina od ljudskog. Osim što proizvodi inzulin, rekombinantna E. coli se koristi i za proizvodnju ljudskog hormona rasta, ljudskog faktora stimulacije kolonija granulocita (koristi se da bi se povećao broj neutrofila u nekih pacijenata nakon kemoterapije i tako se smanjila učestalost infekcija), interferona alfa-2a i alfa-2b (koriste se za liječenje hepatitisa C i nekih vrsta tumora), tkivnog aktivatora plazminogena (koristi kod srčanog i moždanog udara da bi se rastvorili ugrušci) i mnoge druge proteine.

>>>Priznat hrvatski patent za suzbijanje herbicida atrazinaLaboratorij (foto: FreeDigitalPhotos)

No, bakterije ne služe samo za proizvodnju lijekova. One nam postaju saveznik u borbi protiv onečišćenja. Rekombinantne bakterije koje mogu razgraditi herbicid atrazin na netoksične produkte u pokusima čišćenja tla pokazale su uspješnost od 52%. Rekombinantna E. coli koja ima protein za vezanje žive na membrani uspješno odstranjuje živu iz otpadnih voda vežući je na sebe, a postoje i pokusi u kojima se kombiniraju bakterije i biljke. U njima se korijenje biljaka inokulira rekombinantnim bakterijama. Biljke, pogotovo drveće, pogodne su za ovakvo partnerstvo jer njihovo korijenje prožimlje zemlju te tako bakterije na korijenju dopiru do veće površine i dublje nego bakterije samo razasute po površini zemlje. Također, biljke uvlače vodu kroz korijenje (drveće uvlači litre vode dnevno), a usput prolazi kraj bakterija koje odstranjuju, na primjer, teške metale.

Ni tu nije kraj popisa poslova koje bakterije mogu obavljati za nas. Znanstvenici sa UCLA Henry Samuel School of Engineering and Applied Science su razvili rekombinantnu E. coli koja glukozu pretvara u razgranate alkohole poput izobutanola. Mješavina alkohola koje proizvodi potencijalna je zamjena za benzin u budućnosti. Rekombinantne bakterije proizvode aminokiselinu fenilalanin koja se među ostalim koristi i u proizvodnji umjetnog sladila aspartama. To umjetno sladilo može se pronaći u gotovo svim žvakaćim gumama, u mnogim sokovima, instant kavama i slatkišima. Kompanija Genomatica Inc. objavila je da su pomoću bakterija proizveli 1,4- butandiol koji se koristi u proizvodnji plastike, otapala, elastičnih vlakana i u proizvodnji lijekova. Sve što je modificiranim bakterijama bilo potrebno je bio šećer sukroza i voda. Proizvodnjom 1,4- butandiola na ovaj način ispušta se 25% manje stakleničkih plinova i troši 30% manje energije. Na  Sveučilištu u Newcastleu su razvijene  „BacillaFilla" bakterije koje u pukotinama u betonu stvaraju jednu vrstu ljepila i tako popravljaju beton. Znanstvenici sa Sveučilišta u San Franciscu u Kaliforniji i Sveučilišta u Austinu u Texasu zajedno su razvili bakterije koje izložene svjetlu stvaraju crno bijele fotografije.

>>>Pravilno posađene, neke biljke mogu čistiti polja od antibiotika

Kao i gotovo svaki napredak u znanosti, tako i ovaj prate mnoga pitanja. Što se događa kada se rekombinantne bakterije pusti u prirodu kao kod čišćenja tla od teških metala? Hoće li poremetiti biološku ravnotežu u tlu? Istisnuti druge korisne bakterije? Naravno, postoji  bojazan od zloupotrebe rekombinantne tehnologije za proizvodnju biološkog oružja. I opet, kao kod svakog napretka u znanosti, odgovor je isti. Ovisi o nama. Ako ćemo biti dovoljno kreativni, ali i pažljivi i razboriti u korištenju te tehnologije, njene mogućnosti se zaista čine neograničene.

 

Izvori:

Ferrer- Miralles N i sur. Microbial factories for recombinant pharmaceuticals. 2009. www.microbialcellfactories.com

Efficient Biofuel Made From Genetically Modified E. Coli Bacteria. 2008. www.sciencedaily.com

Strong LC i sur. Field-scale remediation of atrazine-contaminated soil using recombinant Escherichia coli expressing atrazine chlorohydrolase. Environmental Microbiology 2000.

Wu Cindy Huei-Hsin. Applications of recombinant bacteria for remediation and detection of heavy metals. 2006.(www.gradworks.umi.com/32/49/3249789.html)

Hojae Shim i sur. Rhizosphere Competitivnes of Tricholorethylene-Degrading, Poplar-Colonizing Recombinant Bacteria. Appl Environ Microbiol. 2000.

Genetically Modified Bacteria Produce Living Photographs. 2005. www.news.nationalgeographic.com

Cracks in your concrete? You need „BacillaFilla" www.ncl.ac.uk

Foto: healingdream / FreeDigitalPhotos.net





Članak je sa stranice Biologija.com.hr
http://biologija.com.hr

URL za ovaj članak je:
http://biologija.com.hr/modules/AMS/article.php?storyid=8551