E. coli høres ut som magesjau, men tarmbakterien kan manipuleres til å lage mye nyttigere saker enn diaré.
Ana Campañas bakterier produserer ørsmå partikler av metallet palladium. Slike nanopartikler brukes i både medisinsk industri og elektronikk.
Bakterier slår industrien på miljø
– Nanopartikler av palladium er uhyre nyttige. Men industrien som lager dem i dag er lite effektiv og har mange miljøulemper, forteller Campaña, som leverte en doktorgrad om temaet tidligere i år.
For å framstille nanopartiklene brukes store mengder energi og giftige kjemikalier. I tillegg lages det farlig avfall.
– Det fine med bakterier er at de jobber effektivt og mye mer miljøvennlig. Bakteriene klarer å hente ut metaller fra veldig lave konsentrasjoner, sier prosjektleder Dirk Linke.
Bakteriene kan dermed brukes til å rense avløpsvann for farlige metaller. Forskerne ser for seg at de etter hvert kan bruke samme metode til å hente ut andre metaller, som gull, kobber og titan.
Mindre gruvedrift
– Vi kan også bruke bakterier til å hente ut nanopartikler av sjeldne jordmetaller, som både elektronikk- og legemiddelindustri har behov for, sier Linke.
– Så en variant av urban gruvedrift?
– På en måte. Vi reduserer behovet for gruvedrift og gjør det mulig å gjenbruke metallene, sier han.
Ana Campaña forteller at bakteriene som brukes i prosjektet ved UiO har fått tilført et gen som bedrer opptaket av palladium.
Bakteriene beskytter seg mot giftig metall ved å lage nanopartikler
I laboratoriet tilsetter hun metall i bakterienes vekstmedium.
– Palladium er giftig for bakteriene og de tar i bruk flere metoder for å beskytte seg mot giften. Underveis produserer de nanopartikler som et biprodukt, sier hun.
I doktorgraden sin prøvde Campaña ut ulike konsentrasjoner av palladium. Hun ga også bakteriene jern, for å kunne påvirke de magnetiske egenskapene til nanopartiklene.
En stor del av arbeidet har vært å gjøre tester og målinger på partiklene.
– Bakteriene pakker metallet inn i en hinne av organisk stoff, sier Campaña. Egenskapene kan derfor være litt annerledes enn nanopartiklene som brukes i dag.
Campaña jobber videre i prosjektet, blant annet med å se på hvordan produksjonen kan skaleres opp til industri.
– Resultatene så langt tyder på at vi kan kontrollere nanopartiklenes størrelse, form og egenskaper, sier hun.
Forskernes mål er å kunne skreddersy nanopartikler med ønskede egenskaper, i samarbeid med industripartnere.
E. coli - kolibakterier er en viktig del av tarmfloraen vår, og omkring en tredel av avføringen er døde bakterier. E. coli er mye brukt som modellorganisme i forskning og har bidratt til ihvertfall 12 nobelpriser. E. coli brukes også industrielt til å framstille insulin for diabetikere.
Nanopartikler - bittesmå partikler som består av et lite antall atomer. Mange bruksområder, blant annet maling, i solkrem for å gjøre den gjennomsiktig og som katalysator i kjemisk industri. Nyere anvendelser inkluderer solceller, sensorer og medisin.
Palladium - et metall som likner sølv. Grunnstoffet er sjeldent i jordskorpa. Brukes i elektronikk, katalysatorer for biler, tannfyllinger og hvitt gull.
Sjeldne jordmetaller - samlebetegnelse for 17 grunnstoffer som er svært viktige i elektronikk. Kina står for rundt 70 prosent av produksjonen, som er forbundet med store miljøødeleggelser.
Kilde: SNL.no
Vitenskapelig artikkel: Campaña m.fl. Characterization of Bimetallic Pd–Fe Nanoparticles Synthesized in Escherichia coli ACS Applied Bio Materials, Desember 2024
Ana Campañas doktorgrad ved Fysisk institutt, UiO, juni 2024:
Prosjektet BEDPAN er finansiert av Forskningsrådet, videre fra Novo Nordisk-fondet.
.jpg?alt=listing)
