امید باکتری هایی که به پلاستیک می رسند

یکی از موتورهای توسعه اقتصادی در نیمه دوم قرن گذشته، پلاستیک بود. آنها ارزان، آسان برای تولید، مقاوم، الاستیک و در صورت شل بودن شفاف هستند، اما دارای سمت b هستند، زیرا تجزیه پذیر نیستند، زیرا هیچ موجود زنده ای وجود ندارد که بتواند از آنها تغذیه کند.

دوام طولانی آنها بدون شک یکی از چالش های بزرگی است که ما با آن روبرو هستیم، زیرا حداقل چهارصد و پنجاه سال باید بگذرد تا پلیمرها فرآیند تجزیه در سطح مولکولی را آغاز کنند.

تخمین زده می شود که بیش از 300 میلیون تن پلاستیک در سطح جهان تولید می شود که 90 درصد آن از نفت و بخش کوچکی، تقریباً 15 درصد، در مقیاس جهانی بازیافت و بازیابی خواهد شد.

از این مقدار نجومی، به طور متوسط ​​هشت میلیون تن هر سال در اقیانوس‌های ما شناور می‌شوند، جایی که غرق می‌شوند، در رسوبات جمع می‌شوند یا در نهایت در زنجیره غذایی انسان گنجانده می‌شوند.

پیش‌بینی‌های کوتاه‌مدت اصلاً گلگون نیستند، برخی از صداهای معتبر تخمین می‌زنند که تا سال ۲۰۵۰ تولید زباله‌های پلاستیکی به سیزده میلیارد تن خواهد رسید. رقمی که بدون شک ما را مجبور به اقدامات پرانرژی و فوری می کند.

با تشکر در سال 2016، ما وجود یک متحد احتمالی را کشف کردیم و همانطور که بارها در تاریخ علم اتفاق افتاده است، سرندیپ نقش مهمی ایفا کرد. امسال گروهی از دانشمندان ژاپنی در مورد کلونی های باکتریایی در یک کارخانه بازیافت در شهر ساکای ژاپن تحقیق کردند. در طول این دوره، باکتری‌های استخراج‌شده از بقایای پلی اتیلن ترفتالات (PET) را علاوه بر جزء (اتیلن گلیکول و اسید ترفتالیک) مورد تجزیه و تحلیل قرار دادیم.

آنها با شگفتی متوجه شدند که یک باکتری به نام Ideonella sakaiensis می تواند از PET به عنوان منبع کربن اولیه استفاده کند. مدتی بعد می‌توان نشان داد که این میکروارگانیسم دارای دو ژن کلیدی است که می‌توانند PET را ببلعد: یک PETase و یک هیدرولاز مونو (2-hiroexieethyl) ترفتالات.

یک راه حل امیدوار کننده

کشف زنجیره متابولیک این امکان را فراهم کرد که توضیح دهیم چرا ایدئونلا محل سکونت خود را در یک کارخانه بازیافت مستقر کرده است، اما چیزی که هنوز مشخص نیست این است که مسیر تکامل این باکتری برای تبدیل پلاستیکی که در اختراع ثبت شده است، چگونه بوده است. دهه چهل قرن گذشته، در منبع غذایی خود.

این باکتری قادر به تبدیل PET به پلی (3-هیدروکسی بوتیرات) - همچنین به عنوان PHB - است که نوعی پلاستیک زیست تخریب پذیر است. جذابیت این داستان این است که تخمین زده می‌شود PET با سرعت 0,13 میلی‌گرم بر سانتی‌متر مربع در روز، در دمای 30 درجه سانتی‌گراد، تجزیه می‌شود، سرعتی که «بسیار آهسته» حذف می‌شود.

شانس دوباره در سال 2018 به ما لبخند زد، زمانی که محققان دانشگاه Postmouth (بریتانیا) به طور تصادفی آنزیمی را طراحی کردند که PETase باکتریایی را تقویت می کرد.

در این زمان، تلاش شده است تا با "قرار دادن" آنزیم جهش یافته در یک باکتری اکسترموفیل، که قادر به تحمل دمای بالای 70 درجه سانتیگراد است، گامی بیشتر برای تقویت بهره وری آن بردارد، رقمی که در آن PET چسبناک تر است. این "انتقال" می تواند روند تخریب را تا 10٪ سرعت بخشد.

همه این یافته‌ها می‌توانند به ما استراحت بدهند و روزنه‌ای از امید را بگشایند، زیرا باکتری «پلاستیک‌ها را می‌بلعد» بخشی از راه‌حل مشکل زیست‌محیطی ناشی از پلاستیک است.

آقای جرا

پدرو گارگانتیلا متخصص داخلی در بیمارستان ال اسکوریال (مادرید) و نویسنده چندین کتاب محبوب است.