Модифицированные дрожжи превращают мочу в ценное для здоровья вещество
Ключ к новой технологии — особый штамм генетически модифицированных дрожжей, способных превращать мочу в гидроксиапатит — природное соединение кальция и фосфора, которое является основным строительным компонентом костной ткани и зубной эмали.
Гидроксиапатит широко используется в медицине: с его помощью восстанавливают поврежденные кости, а также его применяют в стоматологии для укрепления зубов. В организме человека гидроксиапатит образуется в результате объединения кальция и фосфора с участием клеток костной ткани — остеобластов. Однако эти клетки крайне сложно культивировать в лабораторных условиях, что делает лабораторное производство гидроксиапатита очень дорогим и ограниченным по масштабу.
В поисках альтернативы научные сотрудники Лаборатории им. Лоуренса в Беркли обратили внимание на дрожжи Saccharomyces boulardii — известный пробиотик, который широко применяется в пищевой промышленности. Эти дрожжи обладают уникальной способностью накапливать минеральные вещества из окружающей среды в своих вакуолях — естественных «кладовых» клетки. Учитывая это, команда ученых модифицировала S. boulardii так, чтобы дрожжи собирали кальций и фосфат, а затем синтезировали из них гидроксиапатит. Новый организм получил название «остеодрожжи».
Особенность этой разработки в том, что все необходимые минеральные вещества остеодрожжи могут получать из обычной мочи. По предварительным оценкам, из одного килограмма мочи можно получить около одного грамма гидроксиапатита. На первый взгляд эффективность может показаться недостаточной, но уже то, что в качестве сырья для гидроксиапатита используется побочный продукт человеческой жизнедеятельности, делает проект очень перспективным. Кроме того, ученые уверены, что в ходе дальнейших исследований они смогут существенно повысить эффективность остеодрожжей.
Экономический потенциал технологии впечатляет: производство одного килограмма гидроксиапатита обойдется всего в 19 долларов. При этом стоимость одного килограмма этого вещества на рынке США достигает 200 долларов. Таким образом, технология превращения мочи в биоматериал может стать не только экологичным, но и прибыльным решением.
Один из самых перспективных путей применения новой технологии — ее интеграция в системы очистки сточных вод. Размещенные в специальных установках остеодрожжи будут одновременно извлекать ценный материал и расщеплять мочу, снижая затраты на ее удаление и переработку, что означает двойной выигрыш: и для экологии, и для экономики.
Ранее ученые нашли хитрый способ навсегда удалить «вечные» химикаты из воды.
