תפקיד החיידקים בתעשייה

חיידקים, או אורגניזמים מיקרוסקופיים, נמצאים בשימוש נרחב בתהליכים תעשייתיים רחבי היקף. הם חיוניים לייצור מגוון מטבוליטים, כגון אתנול, בוטנול, חומצה לקטית וריבופלאבין, כמו גם הפיכת כימיקלים המסייעים להפחתת זיהום סביבתי. לדוגמה, ניתן להשתמש בחיידקים ליצירת דשנים ביולוגיים או להפחתת מזהמי מתכת. ניתן להשתמש בחיידקים גם לייצור מוצרים שאינם מיקרוביאליים מסוימים, כגון אינסולין לטיפול בסוכרת.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

חיידקים הם אורגניזמים מיקרוסקופיים. הם משמשים בתהליכים תעשייתיים רבים בקנה מידה גדול. הם מייצרים כימיקלים כגון אתנול, המשמש כדלק, ממס ולמטרות רבות אחרות, כמו גם גליצרול, מטבוליט נפוץ במזון וברפואה, ומספר כימיקלים אחרים.

משתמשים בחיידקים גם בתהליך הנקרא ביוליקינג, ובו חיידקים שוטפים מתכות כמו ברזל ומנגן מאדמה וביוב. הליכה ביולוגית יכולה לשנות את מבנה המשקעים, וכן ליצור פוטנציאל לשלוט בזרימת המים באקוויפרים ולייצר חומרים ביולוגיים בעלי ערך מסחרי.

חיידקים, במיוחד פטריות, שימושיים כדשנים ביולוגיים, על ידי הפיכת חומרים מזינים לזמינים יותר לצמחים והגדלת צמיחת היבול ותנובתם. חיידקים שימושיים גם ברפואה. טכנולוגיית ה- DNA רקומביננטי משנה חיידקים ליצירת תרופות כגון אינסולין סינתטי לחולי סוכרת.

האתנול שמייצרים חיידקים נמצא בשימוש נרחב כממיס, מחלץ ומונע הקפאה. בנוסף, הוא מהווה בסיס לצבעים רבים, חומרי סיכה, חומרי ניקוי, חומרי הדברה, שרפים, חומרי נפץ, חומרי גלם וסיבים סינתטיים. N- בוטנול, המיוצר גם על ידי חיידקים, שימושי בייצור חומרי גלם, נוזלי בלמים, תמציות ותוספי בנזין. גליצרול נמצא בשימוש נרחב הן בתרופות והן בתעשיית המזון, בעוד שמניטול משמש במחקר ובוטנול משמש גם כממיס וגם בחומרי נפץ.

חיידקים רבים משגשגים על ידי הפחתת Fe (III), ברזל ברזל, ל- Fe (II), ברזל ברזל ו- Mn (VI) ל- Mn (II). לפיכך, ניתן להשתמש בסוגים אלה של חיידקים בכדי לשטוף מתכות Fe (III) ו- Mn (VI) מכמה קרקעות ומשקעים על מנת ליצור מגוון חומרים, כגון מגנטיט, סידית ורודוכרוזיט. תהליך זה, הנקרא ביוליטינג, יכול לשנות את מבנה המשקעים, כמו גם ליצור את פוטנציאל לשלוט על זרימת המים באקוויפרים ולייצר חומרים ביולוגיים בעלי ערך מסחרי, כגון מגנטיט.

דשנים ביולוגיים מורכבים ממיקרואורגניזמים חיים שמתווספים לאדמה כדי להגדיל את צמיחת הצמחים על ידי כך שהם מספקים לצמחים כמויות מוגברות של חומרים מזינים. דשנים ביולוגיים שנמצאים בשימוש נפוץ כוללים פוספט-מסיסים, המנגישים פוספטים לצמחים, וכתוצאה מכך משופרת גידול ותפוקת היבול. מיקוריזות, פטריות הקשורות לשורשי צמחים, הן לעיתים קרובות קריטיות לספיגת תזונה מספקת ולהישרדות הצמחים במערכות אקולוגיות טבעיות. חיידקי אזוספירילום מגרים את צמיחת הצמחים באמצעות תהליך הנקרא קיבוע חנקן.

במשך עשרות שנים טיפלו רופאים בחולי סוכרת באינסולין מהלבלב של פרות וחזירים שחוטים. חיידקים מהונדסים גנטית מייצרים את ההורמון אינסולין בצורה טהורה שיש פחות סיכוי לגרום לתגובות אלרגיות בחולים. מדענים משתמשים בטכנולוגיה הנקראת DNA רקומביננטי כדי להכניס גן אנושי לייצור אינסולין בדנ"א של חיידקים. החיידקים המתוקנים ממוקמים במיכלי תסיסה גדולים מנירוסטה, שם הגן גורם להם לייצר כמויות גדולות של אינסולין. עם סיום התסיסה המדענים קוצרים ומטהרים את האינסולין כך שהוא מוכן להזרקה על ידי חולי סוכרת. הציוד נשמר סטרילי בכל עת כדי למנוע מהחיידקים להיות מזוהמים.