प्लास्टिकपर्यंत पोहोचणाऱ्या जिवाणूंची आशा

गेल्या शतकाच्या उत्तरार्धात आर्थिक विकासाचे एक इंजिन प्लास्टिक होते. ते स्वस्त, उत्पादनास सोपे, प्रतिरोधक, लवचिक आणि सैल असल्यास, पारदर्शक आहेत, परंतु त्यांना बी-साइड आहे, कारण ते जैवविघटनशील नाहीत, कारण त्यांच्यावर अन्न देण्यास सक्षम कोणतेही सजीव नाहीत.

त्यांचा दीर्घकाळ टिकाऊपणा, निःसंशयपणे, आपल्यासमोर असलेल्या मोठ्या आव्हानांपैकी एक आहे, कारण पॉलिमरला आण्विक स्तरावर विघटन होण्याची प्रक्रिया सुरू करण्यासाठी किमान साडेचारशे वर्षे गेली पाहिजेत.

असा अंदाज आहे की जागतिक स्तरावर 300 दशलक्ष टनांहून अधिक प्लास्टिक तयार केले जाते, त्यापैकी 90% तेलापासून प्राप्त होते आणि एक छोटासा भाग, अंदाजे 15%, जागतिक स्तरावर पुनर्प्राप्त आणि पुनर्प्राप्त केला जाईल.

त्या खगोलीय रकमेपैकी, सरासरी आठ दशलक्ष टन दरवर्षी आपल्या महासागरात तरंगतात, जिथे ते बुडतात, गाळात साचतात किंवा मानवी अन्नसाखळीत अंतर्भूत होतात.

अल्पकालीन अंदाज अजिबात आनंददायी नाहीत, काही अधिकृत आवाजांचा अंदाज आहे की 2050 पर्यंत प्लास्टिक कचऱ्याचे उत्पादन तेरा अब्ज टनांपर्यंत पोहोचेल. एक आकृती जी निःसंशयपणे, उत्साहपूर्ण आणि तातडीची उपाययोजना करण्यास भाग पाडते.

2016 मध्ये धन्यवाद, आम्हाला संभाव्य सहयोगी अस्तित्वाचा शोध लागला आणि विज्ञानाच्या इतिहासात अनेकदा घडले आहे त्याप्रमाणे, निर्मळपणाने महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावली. या वर्षी जपानी शास्त्रज्ञांच्या एका गटाने जपानमधील साकाई शहरातील एका पुनर्वापर प्रकल्पात बॅक्टेरियाच्या वसाहतींचा तपास केला. या कालावधीत आम्ही पॉलीथिलीन टेरेफथॅलेट (पीईटी) अवशेषांमधून काढलेल्या जीवाणूंचे विश्लेषण केले या घटकाव्यतिरिक्त (इथिलीन ग्लायकॉल आणि टेरेफथॅलिक अॅसिड).

आश्चर्यचकित होऊन, त्यांनी शोधून काढले की एक जीवाणू, ज्याला Ideonella sakaiensis असे नाव देण्यात आले होते, तो PET चा प्राथमिक कार्बन स्त्रोत म्हणून वापर करण्यास सक्षम आहे. काही काळानंतर असे दर्शविणे शक्य झाले की सूक्ष्मजीवामध्ये दोन मुख्य जनुके आहेत जी पीईटीला 'खाऊन टाकू शकतात': एक PETase आणि एक मोनो (2-hiroexieethyl) terephthalate hydrolase.

एक आशादायक उपाय

चयापचय साखळीच्या शोधामुळे इडिओनेलाने पुनर्वापराच्या प्लांटमध्ये आपले वास्तव्य का स्थापित केले हे स्पष्ट करणे शक्य झाले, परंतु प्लॅस्टिकमध्ये रूपांतरित होण्यासाठी जीवाणू विकसित होण्याचा मार्ग कोणता आहे हे उलगडणे बाकी आहे, ज्याचे पेटंट १८५७ मध्ये झाले होते. गेल्या शतकाच्या चाळीसचे दशक, त्याच्या अन्न स्त्रोतामध्ये.

हा जीवाणू PET चे पॉली (3-hydroxybutyrate) मध्ये रूपांतर करण्यास सक्षम आहे – ज्याला PHB असेही म्हणतात – जे एक प्रकारचे जैवविघटनशील प्लास्टिक आहे. या कथेचे आवाहन असे आहे की पीईटी 0,13 डिग्री सेल्सिअस तापमानात 30mg प्रति चौरस सेंटीमीटर दराने कमी होण्याचा अंदाज आहे, जो 'अत्यंत मंद' होतो.

2018 मध्ये जेव्हा पोस्टमाउथ युनिव्हर्सिटी (यूके) मधील संशोधकांनी चुकून बॅक्टेरिया PETase वाढवणारे एंजाइम डिझाइन केले तेव्हा नशीब आमच्यावर पुन्हा हसले.

यावेळी, उत्परिवर्ती एंझाइम एका एक्स्ट्रोमोफाइल बॅक्टेरियममध्ये 'इन्सर्ट' करून त्याची उत्पादकता वाढवण्यासाठी आणखी एक पाऊल उचलण्याचा प्रयत्न केला गेला आहे, जो 70ºC पेक्षा जास्त तापमान सहन करण्यास सक्षम आहे, एक आकृती जेथे PET अधिक चिकट आहे. हे 'हस्तांतरण' 10% पर्यंत ऱ्हास प्रक्रियेला गती देऊ शकते.

हे सर्व निष्कर्ष आपल्याला विश्रांती देऊ शकतात आणि आशेची खिडकी उघडू शकतात, कारण जिवाणू 'प्लास्टिक खाऊन टाकतात' प्लास्टिकमुळे होणाऱ्या पर्यावरणीय समस्येच्या निराकरणाचा एक भाग असेल.

श्री जारा

पेड्रो गार्गेंटिला हे एल एस्कोरिअल हॉस्पिटल (माद्रिद) मध्ये इंटर्निस्ट आहेत आणि अनेक लोकप्रिय पुस्तकांचे लेखक आहेत.