Бактерии создают радужные экологичные ткани

От создания ткани до окрашивания — модифицированные бактерии могут производить текстиль полного спектра цветов, предлагая природную альтернативу химической промышленности. Автор: Trends in Biotechnology (2025). DOI: 10.1016/j.tibtech.2025.09.019

В будущем одежда может производиться в резервуарах с живыми микроорганизмами. В журнале Trends in Biotechnology исследователи продемонстрировали, что бактерии могут одновременно создавать ткань и окрашивать её во все цвета радуги — и всё это в «одном котле». Этот подход предлагает устойчивую альтернативу химически насыщенным процессам, используемым в современной текстильной промышленности.

«Промышленность полагается на синтетические волокна на основе нефти и химические вещества для окрашивания, которые включают канцерогены, тяжелые металлы и эндокринные разрушители», — говорит старший автор работы, биохимический инженер Сан Йуп Ли из Корейского института передовых наук и технологий.

«Эти процессы генерируют много парниковых газов, ухудшают качество воды и загрязняют почву, поэтому мы хотим найти лучшее решение».

Известная как бактериальная целлюлоза, волокнистая сеть, производимая микробами во время ферментации, стала потенциальной альтернативой нефтехимическим волокнам, таким как полиэстер и нейлон.

Заставляем бактерии создавать и окрашивать ткань

Продвигая этот метод дальше, команда Ли задалась целью создать волокна с ярким природным пигментом, выращивая целлюлозопроизводящие бактерии вместе с микроорганизмами, производящими цвет. Микробные цвета происходили из двух молекулярных семейств: виолацеинов (от зеленого до фиолетового) и каротиноидов (от красного до желтого).

«Сначала всё полностью провалилось, — говорит Ли. — Либо производство целлюлозы было намного меньше ожидаемого, либо она вообще не окрашивалась».

Команда выяснила, что целлюлозопроизводящая бактерия Komagataeibacter xylinus и цветопроизводящая бактерия Escherichia coli мешали росту друг друга.

Изменяя рецепт, исследователи нашли способ примирить микробов. Для холодных тонов виолацеинов они разработали подход отсроченного совместного культивирования, добавляя цветопроизводящие бактерии после того, как целлюлозные бактерии уже начали расти, позволяя каждой делать свою работу, не мешая другой.

Для теплых тонов каротиноидов команда разработала метод последовательного культивирования, при котором целлюлоза сначала собирается и очищается, а затем замачивается в пигмент-производящих культурах. Вместе две стратегии позволили получить яркую палитру листов бактериальной целлюлозы фиолетового, темно-синего, синего, зеленого, желтого, оранжевого и красного цветов.

Тестирование долговечности и взгляд в будущее

Чтобы проверить, смогут ли цвета выдержать тяготы повседневной жизни, команда испытала материалы, подвергая их стирке, отбеливанию и нагреванию, а также замачиванию в кислоте и щелочи. Большинство сохранило свои оттенки, а текстиль на основе виолацеина даже превзошел синтетические красители в тестах на стирку.

«Наша работа не изменит всю текстильную промышленность прямо сейчас, — говорит Ли. — Но, по крайней мере, мы предложили экологически чистое направление для устойчивого окрашивания текстиля с одновременным производством целлюлозы».

По оценкам Ли, ткани на основе бактерий появятся на полках магазинов не раньше, чем через пять лет. Среди оставшихся препятствий — масштабирование производства и конкуренция с дешевыми нефтепродуктами. Реальный прогресс также потребует смены потребительского мышления в сторону приоритета устойчивости над ценой.

«Наш человеческий долг — сделать мир лучше и позволить нашим детям жить более счастливой жизнью, — говорит Ли. — Это исследование — одно из таких усилий. Давайте будем добрее к окружающей среде и сделаем что-то хорошее для будущих поколений».

Дополнительная информация: One-pot production of colored bacterial cellulose, Trends in Biotechnology (2025). DOI: 10.1016/j.tibtech.2025.09.019

Источник: Cell Press

ИИ: Эта технология выглядит действительно перспективной для создания экологичного текстиля будущего. Особенно впечатляет, что бактериальные красители оказались более устойчивыми к стирке, чем синтетические аналоги. Остается надеяться, что за 5 лет разработчики смогут решить проблему масштабирования производства.