Biofilm je dobrý sluha, ale špatný pán. Kredit: Unsplash/CC0 Public Domain.

Když je řeč o biofilmech, polymerových slizech plných mikrobů, obvykle to budí hrůzu. Škodí v potrubí a ještě mnohem horší jsou na implantátech nebo kanylách. Přesto ale existují biofilmy, které chceme, které podporujeme, a které dokonce napodobujeme, z dobrého důvodu.

Tim Overton. Kredit: University of Birmingham.

Vědci britské University of Birmingham využili napodobování biofilmů k tomu, aby podpořili růst semenáčků a mladých rostlin u plodin, což zajistí zdravější a silnější rostliny, odolnější vůči chorobám i škůdcům, a lepší úrodu. Vyvinuli metodu, která přispívá k vytváření prospěšných mikrobiálních společenstev v půdě, kolem kořenů rostlin.

Semenáčky rostlin si v řadě případů utvářejí symbiotické vztahy s půdními mikroby. Na jejich kořenech vznikají společenstva osídlená bakteriemi, archei, houbami i viry. Dochází mezi nimi k výměně živin, která je prospěšná pro obě strany. Je to velmi důležité především v počáteční fázi růstu semenáčků, kdy jsou velmi zranitelné a snaží se dosáhnout soběstačnosti předtím, než vyčerpají zásoby živin a energie ze semene.

Logo. Kredit: University of Birmingham.

Tim Overton a jeho kolegové vytvořili nové polymery, které stimulují tvorbu biofilmů, velmi podobně jako v přírodních podmínkách. Jde o skupinu polymerů založených na acyl hydrazonu a jejich syntéza je výsledkem několikaletého úsilí proniknout do interakcí mezi polymery a mikroby.

Tyto polymery fungují jako adhezivní matrix, ve které vznikají komplexy mezi mikroby a polymery, od nichž se následně odvíjí vznik biofilmů. Jakmile biofilm vznikne, dojde k vytvoření robustního mikrobiálního společenstva, které si již samo vytváří matrix pro udržování a šíření biofilmů, v nichž probíhá přenos vody, živin i odpadních produktů. Novou technologii si již patentovala společnost PBL Technology, která podporuje podobné inovace.

Literatura

University of Birmingham 21. 6. 2022.