Jednym z motorów rozwoju gospodarczego drugiej połowy ubiegłego wieku były tworzywa sztuczne. Są tanie, łatwe w produkcji, wytrzymałe, elastyczne, a jeśli są sypkie, przezroczyste, ale mają stronę b, ponieważ nie ulegają biodegradacji, ponieważ nie ma żywego organizmu, który mógłby się nimi pożywić.
Jego długa żywotność jest niewątpliwie jednym z największych wyzwań, przed którymi stoimy, ponieważ musi upłynąć minimum czterysta pięćdziesiąt lat, aby polimery rozpoczęły proces rozpadu na poziomie molekularnym.
Szacuje się, że na świecie produkuje się ponad 300 milionów ton plastiku, z czego 90% pochodzi z ropy naftowej, a niewielka część, około 15%, zostanie odzyskana i odzyskana w skali globalnej.
Z tej astronomicznej ilości średnio osiem milionów ton trafia co roku do naszych oceanów, tonie tam, gromadzi się w osadach lub zostaje włączone do ludzkiego łańcucha pokarmowego.
Prognozy krótkoterminowe nie są różowe, niektóre autorytatywne głosy szacują, że do roku 2050 produkcja odpadów z tworzyw sztucznych sięgnie trzynastu miliardów ton. Liczba, która bez wątpienia zmusza nas do podjęcia energicznych i pilnych działań.
Dzięki temu w 2016 roku odkryliśmy istnienie potencjalnego sprzymierzeńca i, jak to już tyle razy w historii nauki się zdarzało, ważną rolę odegrał przypadek. W tym roku grupa japońskich naukowców zbadała kolonie bakteryjne w zakładzie recyklingu w mieście Sakai w Japonii. W tym okresie przeanalizowaliśmy bakterie ekstrahowane z odpadów politereftalanu etylenu (PET) oprócz składnika (glikol etylenowy i kwas tereftalowy).
Zaskoczeni odkryli, że bakteria, którą nazwano Ideonella sakaiensis, była w stanie wykorzystywać PET jako główne źródło węgla. Jakiś czas później udało się wykazać, że mikroorganizm ma dwa kluczowe geny qu'allowen, które mogą "pożreć" PET: PETazę i hydrolazę mono(2-hiroeksietylu)tereftalanu.
Rozwiązanie dające nadzieję
Odkrycie łańcucha metabolicznego umożliwiło wyjaśnienie, że Ideonella zadomowiła się w zakładzie recyklingu, ale nadal pozostaje do wyjaśnienia, jaka była ścieżka ewolucji bakterii do przekształcenia plastiku, który został opatentowany w dekadę lat czterdziestych ubiegłego wieku, w swoim źródle pożywienia.
Bakteria jest w stanie przekształcić PET w poli(3-hydroksymaślan) – znany również jako PHB – który jest rodzajem biodegradowalnego tworzywa sztucznego. Atrakcyjność tej historii polega na tym, że szacuje się, że PET rozkłada się w tempie 0,13 mg na centymetr kwadratowy dziennie w temperaturze 30°C, co oznacza, że tempo eliminacji staje się „nadmiernie wolne”.
Szczęście znów się do nas uśmiechnęło w 2018 roku, kiedy naukowcy z Postmouth University (Wielka Brytania) przypadkowo opracowali enzym poprawiający bakteryjną PETazę.
Obecnie podjęto próbę pójścia o krok dalej w celu zwiększenia produktywności poprzez „wstawienie” zmutowanego enzymu do bakterii ekstremofilnej, zdolnej do wytrzymania temperatur powyżej 70°C, gdzie PET jest bardziej lepki. To „zadanie” może przyspieszyć proces degradacji nawet o 10%.
Wszystkie te odkrycia mogą dać nam wytchnienie i otworzyć okno na nadzieję, ponieważ bakterie „zjadają tworzywa sztuczne” byłyby częścią rozwiązania problemu środowiskowego spowodowanego przez tworzywa sztuczne.
pan Jara
Pedro Gargantilla jest internistą w szpitalu El Escorial (Madryt) i autorem kilku popularnych książek.
