Кроме собственного пурпурного ученые создали красную, коричневую, синюю и бежевую его разновидности.
Биохимики воссоздали тирский пурпур – краску, которая была одной из основ экономического могущества древней Финикии. Для этого ученые модифицировали геном кишечной палочки. О том, где можно будет использовать такую бактериальную «краску» на практике, ученые рассказали в статье для научного журнала Nature Chemical Biology.
«Наши микробы можно использовать прямо в качестве красителя, который может проникать в волокна тканей и насыщать их пурпуром. Кроме того, геном микробов можно модифицировать геном так, что краситель приобретет зеленый или желтый цвет. В перспективе благодаря этому можно будет генерировать бактериальные краски любых цветов, что позволит избавиться от токсичных растворителей и побочных продуктов производства синтетических красок», – пишут ученые.
Историки считают, что пурпурную краску открыли жители Финикии – региона на восточном побережье Средиземного моря, центр которого располагался в современном Ливане. В пользу того, что пурпур появился именно в этом регионе, говорит само его название – с древнегреческого оно переводится как «багряный» (впрочем, сами финикийцы себя так не называли – в историю вошло именно греческое наименование как народа, так и страны).
Ученые считают, что финикийцы начали производить пурпур примерно 3,6 тыс. лет назад. Следы его производства ученые нашли еще в XIX веке в окрестностях древних городов Тира и Сидона. Эти следы представляли собой гигантские груды раковин пурпуроносных моллюсков, которые находились у городских стен.
Пурпур, особенно его тирская разновидность, высоко ценили представители всех античных цивилизаций. Дело в том, что покрашенная им одежда не выгорала на солнце и не линяла, а ее цвет был уникальным. Пурпур стоил очень дорого, поскольку для производства небольшого количества этой краски нужно было обработать огромное количество моллюсков-иглянок из рода Murex, организм которых вырабатывает различные вариации индиго – синего органического пигмента.
Производство пурпура практически полностью прекратилось в начале XIII века – после того, как Константинополь временно оккупировали крестоносцы. Окончательно секрет его изготовления был утерян в 1453 году, после того, как столицу Византии захватили османы.
Только в начале прошлого столетия немецкий химик Пауль Фридлендер выяснил, что тирский пурур состоял из вещества диброминдиго. Первые простые методики его лабораторного синтеза появились лишь в 2010 году. Однако они оказались непригодны для промышленного производства пурпура, поэтому он по-прежнему остается одним из самых дорогих и недоступных красителей мира.
Бактериальный пурпур
Корейские биохимики под руководством профессора Национального университета Сеула (Республика Корея) Кима Бёнги решила эту задачу. Они встроив в ДНК обычной кишечной палочки (Escherichia coli) гены, которые нужны для синтеза диброминдиго.
Эти участки генома ученые позаимствовали у различных микробов, в том числе стрептомицетов и морских бактерий из рода Methylophaga, которые питаются метиловым спиртом. Благодаря этому ученые помогли этим генам адаптироваться для работы в клетках кишечной палочки.
Таким оразом корейские биохимики «научили» кишечную палочку захватывать триптофан – простейшую ароматическую аминокислоту, а также соли брома, и использовать их для производства практически неограниченного количества молекул диброминдиго.
Эти же микробы, как отмечают ученые, можно использовать для решения одной из главных проблем при покраске тканей, с которой сталкивались еще финикийцы. Дело в том, что пурпур не растворяется в воде, из-за чего им сложно окрашивать ткань. Однако бактерии могут легко проникать в волокна и колонизировать их, и производя краску, и доставляя ее прямо на текстиль.
Руководствуясь этими соображениями, ученые вырастили «пурпурную палочку» и пропитали ее питательным раствором восемь разных типов тканей, начиная с хлопка и заканчивая акрилом. Оказалось, что микробы успешно проникли и размножились внутри всех тканей, кроме полиэфира. То есть такую бактериальную краску можно будет использовать для многих видов текстиля.
Ким Бёнги и его коллеги подготовили несколько других разновидностей этой кишечной палочки, несколько поменяв структуру генов, которые участвуют в производстве диброминдиго. Благодаря этому они создали красный, коричневый, синий и бежевый аналоги пурпура. В перспективе благодаря подобным бактериальным краскам человечество сможет отказаться от производства индиго и других красителей при помощи «грязных» химических методов, подытожили ученые.
Источник: https://nauka.tass.ru/nauka/9897181
