Een van de motoren van economische ontwikkeling in de tweede helft van de vorige eeuw was plastic. Ze zijn goedkoop, gemakkelijk te produceren, resistent, elastisch en, als ze los zitten, transparant, maar ze hebben een b-kant, omdat ze niet biologisch afbreekbaar zijn, omdat er geen levend organisme is dat zich ermee kan voeden.
Hun lange levensduur is zonder twijfel een van de grote uitdagingen waarmee we worden geconfronteerd, aangezien er minimaal vierhonderdvijftig jaar moeten verstrijken voordat polymeren het proces van desintegratie op moleculair niveau beginnen.
Er wordt geschat dat er wereldwijd meer dan 300 miljoen ton plastic wordt geproduceerd, waarvan 90% afkomstig is van olie en een klein deel, ongeveer 15%, zal worden teruggewonnen en teruggewonnen op wereldschaal.
Van die astronomische hoeveelheid drijft jaarlijks gemiddeld acht miljoen ton in onze oceanen, waar ze zinken, zich ophopen in de sedimenten of uiteindelijk worden opgenomen in de menselijke voedselketen.
Kortetermijnvoorspellingen zijn helemaal niet bemoedigend, sommige geautoriseerde stemmen schatten dat tegen 2050 de productie van plastic afval dertien miljard ton zal bereiken. Een cijfer dat ons ongetwijfeld dwingt tot het nemen van voortvarende en dringende maatregelen.
Dankzij 2016 ontdekten we het bestaan van een mogelijke bondgenoot en, zoals zo vaak is gebeurd in de geschiedenis van de wetenschap, speelde serendipiteit een belangrijke rol. Dit jaar onderzocht een groep Japanse wetenschappers bacteriekolonies in een recyclingfabriek in de stad Sakai, Japan. Tijdens deze periode analyseerden we de bacteriën die werden geëxtraheerd uit de polyethyleentereftalaat (PET)-residuen naast de component (ethyleenglycol en tereftaalzuur).
Verrast ontdekten ze dat een bacterie, Ideonella sakaiensis genaamd, in staat was PET als primaire koolstofbron te gebruiken. Enige tijd later kon worden aangetoond dat het micro-organisme twee sleutelgenen heeft die PET kunnen 'verslinden': een PETase en een mono(2-hiroexieethyl)tereftalaathydrolase.
Een hoopvolle oplossing
De ontdekking van de metabole keten maakte het mogelijk om te verklaren waarom Ideonella zijn verblijfplaats in een recyclingfabriek heeft gevestigd, maar wat nog moet worden ontrafeld, is wat de weg is geweest waarop de bacterie is geëvolueerd om een plastic om te zetten, dat in de decennium van de jaren veertig van de vorige eeuw, in zijn voedselbron.
De bacterie is in staat PET om te zetten in poly(3-hydroxybutyraat) – ook wel PHB genoemd – een soort biologisch afbreekbaar plastic. De aantrekkingskracht van dit verhaal is dat PET naar schatting wordt afgebroken met een snelheid van 0,13 mg per vierkante centimeter per dag, bij een temperatuur van 30ºC, een eliminatiesnelheid die 'buitengewoon langzaam' wordt.
Het geluk lachte ons opnieuw toe in 2018 toen onderzoekers van Postmouth University (VK) per ongeluk een enzym ontwierpen dat bacteriële PETase versterkte.
Op dit moment is geprobeerd een volgende stap te zetten om de productiviteit te verhogen door het gemuteerde enzym te 'inbrengen' in een extremofiele bacterie die bestand is tegen temperaturen boven 70ºC, een cijfer waar PET viskeuzer is. Deze 'overdracht' zou het degradatieproces tot 10% kunnen versnellen.
Al deze bevindingen zouden ons een pauze kunnen geven en een raam van hoop kunnen openen, aangezien de bacterie 'plastics verslindt' een deel van de oplossing zou zijn voor het milieuprobleem dat plastic veroorzaakt.
meneer Jara
Pedro Gargantilla is een internist in het El Escorial Hospital (Madrid) en de auteur van verschillende populaire boeken.
