O realizare, stimulată de descoperirea unor bacterii mâncătoare de plastic la un depozit japonez, ar putea contribui la rezolvarea crizei globale de poluare cu plastic.
Oamenii de ştiinţă accidental au creat o enzimă mutantă care descompune sticlele de băuturi din plastic.
Realizarea ar putea contribui la rezolvarea crizei globale de poluare cu plastic, permițând pentru prima dată reciclarea completă a sticlelor.
Noua cercetare a fost impulsionată de descoperirea din 2016 a primei bacterii care a evoluat în mod natural să mănânce plastic, la o groapă de gunoi din Japonia.
Acum, oamenii de ştiinţă au dezvăluit structura detailată a enzimei cruciale produse de bacterie.
Echipa internaţională a modificat apoi enzima pentru a vedea cum a evoluat, dar testele au arătat că ei au făcut din greşeală molecula şi mai bună în ce privește descompunerea plasticului PET (plastic de tereftalat) utilizat la fabricarea sticlelor de băuturi răcoritoare.
Vedeţi şi: Studiile arată că sarea din întreaga lume este contaminată de plastic
„În realitate, s-a dovedit că noi am îmbunătăţit enzima, ceea ce a fost un mic şoc”, a declarat Prof. John McGeehan (en) de la Universitatea din Portsmouth, Marea Britanie, care a condus cercetarea.
„Este o constatare reală şi minunată”.
Enzimei mutante i-a luat câteva zile pentru a începe descompunerea plasticului – mult mai rapid decât secolele de care ar fi nevoie în oceane.
Dar, cercetătorii sunt optimiști, acest lucru poate fi accelerat şi mai tare şi să devie un proces viabil la scară largă.
„Ceea ce sperăm noi facem, este să folosim această enzimă pentru a transforma acest plastic înapoi în componentele sale originale, astfel încât să-l putem reciclă literalmente înapoi în plastic”, a spus McGeehan (en).
„Aceasta însemnă că noi nu vom mai avea nevoie să extragem mai mult petrol şi, în principiu, ar trebui să reducă cantitatea de plastic din mediul înconjurător”.
Aproximativ o mie de sticle de plastic sunt vândute în fiecare minut pe glob şi, doar reciclând 14% din ele, multe dintre acestea o sfârșesc în oceane, unde au poluat chiar şi cele mai îndepărtate locuri, dăunând vieţii marine şi, eventual, oamenilor care mănâncă fructe de mare.
„El este incredibil de rezistent la degradare. Unele dintre aceste imagini sunt îngrozitoare”, a spus McGeehan.
„Acesta este unul dintre acele materiale minunate care au fost făcute puţin prea bine”.
Cu toate acestea, în prezent, chiar şi acele sticle care sunt reciclate pot fi transformate numai în fibre opace pentru îmbrăcăminte sau covoare.
Noua enzimă indică o modalitate de a recicla sticlele din plastic înapoi în sticle de plastic curat, ceea ce ar putea reduce necesitatea de a produce noi materiale plastice.
Noua cercetare, publicată în revista Proceedings of the National Academy of Sciences, a început prin stabilirea structurii precise a enzimei produse de bacteria japoneză.
Echipa a folosit Diamond Light Source, de lângă Oxford, Marea Britanie, o sursă intensă de raze X care este de 10 miliarde de ori mai strălucitoare decât soarele şi poate dezvălui atomi individuali.
Structura enzimei arată foarte asemănător cu cea dezvoltată de multe bacterii pentru a descompune cutinul (en), un polimer natural folosit ca strat de protecție de către plante.
Dar, când echipa a manipulat enzima pentru a explora această conexiune, ea a îmbunătățit accidental capacitatea ei de a mânca PET-ul.
„Aceasta este o îmbunătăţire modestă – cu 20% mai bună – dar, nu este punctul limită”, a spus McGeehan (en).
” Acesta este incredibil, deoarece ne sugerează că enzima nu este încă optimizată. Lucru, ce ne oferă posibilitatea de a utiliza toată tehnologia în dezvoltarea altor enzime şi pe parcursul mai multor ani de a face o enzimă super-rapidă”.
Enzimele industriale sunt utilizate pe scară largă, de exemplu, în soda de spălat şi producția de biocombustibili.
Ele au fost făcute să lucreze până la 1000 de ori mai repede în câțiva ani, aceeaşi perioadă McGeehan o prevede pentru enzima care mănâncă plastic.
Un brevet cu privire la enzima specifică mutantă a fost depus de către cercetătorii din Portsmouth şi cei de la Laboratorul de Energii Regenerabile din Colorado, SUA.
O posibilă îmbunătăţire explorată, este de a transplanta enzima mutantă într-o „bacterie extremofilă” care poate rezista la temperaturi de peste 70°C, punct la care PET-ul se schimbă de la o stare sticloasă la una vâscoasă, ceea ce-l face să se descompună de 10-100 de ori mai repede.
Lucrările anterioare au arătat că unele ciuperci pot distruge plasticul PET, care reprezintă aproximativ 20% din producţia globală de plastic.
Vedeţi şi: Cum omida mâncătoare de plastic ar putea salva Pământul
Dar, bacteriile sunt mai uşor de utilizat pentru uz industrial.
Alte tipuri de plastic ar putea fi defalcate de bacteriile care evoluează în prezent în mediul înconjurător, McGeehan a spus: „Acum oamenii sunt într-o căutare viguroasă a acestora”.
PET-ul se scufundă în apa de mare, dar unii oameni de știință bănuiesc că bacteriile mâncătoare de plastic într-o zi vo putea fi pulverizate pe imensele plasturi de gunoi de plastic din ocean pentru al curăţa.
„Cred că [noua cercetare] este o lucrare foarte interesantă, arătând că este un potențial puternic pentru utilizarea tehnologiei enzimelor cu scopul de a contribui la rezolvarea problemei societății legate de creșterea cantității de deșeuri”, a spus Oliver Jones (en), un chimist de la Universitatea RMIT din Melbourne, Australia şi care nu face parte din echipa de cercetare.
„Enzimele nu sunt toxice, biodegradabile şi pot fi produse în cantități mari de microorganisme”, spune el.
Prof. Adisa Azapagic, de la Universitatea din Manchester, Marea Britanie, a fost de acord că enzima ar putea fi folositoare, dar a adăugat: „O evaluare completă a ciclului de viaţă ar fi necesară pentru a asigura că tehnologia nu rezolvă o problemă de mediu – deșeurile – în detrimentul altora, precum ar fi emisii suplimentare de gaze cu efect de seră”.
Lasă un răspuns