Одним із двигунів економічного розвитку другої половини минулого століття були пластмаси. Вони дешеві, прості у виробництві, стійкі, еластичні і, якщо вони нещільні, прозорі, але у них є b-сторона, оскільки вони не піддаються біологічному розкладанню, оскільки немає живих організмів, здатних ними харчуватися.
Їх довговічність, безсумнівно, є однією з великих проблем, з якими ми стикаємося, оскільки для того, щоб полімери почали процес розпаду на молекулярному рівні, має пройти мінімум чотириста п’ятдесят років.
За оцінками, у всьому світі виробляється понад 300 мільйонів тонн пластику, з яких 90% виробляється з нафти, а невелика частина, приблизно 15%, буде відновлена та відновлена в глобальному масштабі.
З цієї астрономічної кількості в середньому вісім мільйонів тонн щороку плавають в наших океанах, де вони тонуть, накопичуються в відкладеннях або в кінцевому підсумку включаються в харчовий ланцюг людини.
Короткострокові прогнози зовсім не обнадійливі, деякі авторизовані голоси підрахували, що до 2050 року виробництво пластикових відходів сягне тринадцяти мільярдів тонн. Цифра, яка, безперечно, змушує нас вживати енергійних і термінових заходів.
Завдяки 2016 році ми виявили існування можливого союзника, і, як неодноразово траплялося в історії науки, випадковість зіграла важливу роль. Цього року група японських вчених досліджувала колонії бактерій на переробному заводі в місті Сакаї, Японія. Протягом цього періоду ми аналізували бактерії, виділені із залишків поліетилентерефталату (ПЕТ), крім компонента (етиленгліколю та терефталевої кислоти).
З подивом вони виявили, що бактерія, яка отримала назву Ideonella sakaiensis, була здатна використовувати ПЕТ як основне джерело вуглецю. Через деякий час вдалося показати, що мікроорганізм має два ключових гена, які можуть «пожирати» ПЕТ: ПЕТазу та моно(2-гіроксіетил)терефталат-гідролазу.
Надії рішення
Відкриття метаболічного ланцюга дозволило пояснити, чому Ideonella розмістилася на переробному заводі, але залишається розгадати, яким шляхом бактерія еволюціонувала, щоб перетворити пластик, який був запатентований в десятиліття сорокових років минулого століття, в її джерелі харчування.
Бактерія здатна перетворювати PET в полі(3-гідроксибутират) - також відомий як PHB - який є типом біологічно розкладного пластику. Привабливість цієї історії полягає в тому, що за оцінками ПЕТ руйнується зі швидкістю 0,13 мг на квадратний сантиметр на добу при температурі 30ºC, швидкість видалення стає «надзвичайно повільною».
Удача знову посміхнулася нам у 2018 році, коли дослідники з Постмутського університету (Великобританія) випадково розробили фермент, який посилює бактеріальну ПЕТазу.
На даний момент його намагалися зробити ще один крок для підвищення його продуктивності шляхом «вставки» мутантного ферменту в екстремофільну бактерію, здатну витримувати температури вище 70ºC, а це показник, коли ПЕТ є більш в’язким. Цей «перенесення» може прискорити процес деградації до 10%.
Усі ці висновки можуть дати нам відпочинок і відкрити вікно надії, оскільки бактерії «пожирають пластик» будуть частиною вирішення екологічної проблеми, спричиненої пластиком.
Містер Джара
Педро Гаргантілла — лікар-терапевт у лікарні Ель-Ескоріал (Мадрид) і автор кількох популярних книг.
