到达塑料的细菌的希望

上世纪下半叶经济发展的引擎之一是塑料。 它们价格便宜、易于生产、有抵抗力、有弹性,并且如果松散,则透明,但它们有一个 b 面,因为它们不可生物降解,因为没有活的有机体能够以它们为食。

毫无疑问,它们的持久耐用性是我们面临的巨大挑战之一,因为聚合物必须至少经过 XNUMX 年才能在分子水平上开始分解过程。

据估计,全球生产的塑料超过300亿吨,其中90%来自石油,还有一小部分,约15%,将在全球范围内进行回收和回收。

在这个天文数字中,平均每年有 XNUMX 万吨最终漂浮在我们的海洋中,它们沉没、积聚在沉积物中或最终被纳入人类食物链。

短期预测并不乐观,一些权威人士估计,到2050年塑料垃圾的产量将达到XNUMX亿吨。 毫无疑问,这个数字迫使我们采取积极而紧急的措施。

感谢在 2016 年,我们发现了一个可能的盟友的存在,正如科学史上多次发生的那样,偶然性发挥了重要作用。 今年,一组日本科学家在日本堺市的一家回收工厂调查了细菌菌落。 在此期间,我们分析了从聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 残留物中提取的细菌以及成分(乙二醇和对苯二甲酸)。

令人惊讶的是,他们发现一种名为 Ideonella sakaiensis 的细菌能够使用 PET 作为主要碳源。 一段时间后,有可能表明该微生物具有两个可以“吞噬”PET 的关键基因:PETase 和单(2-hiroexieethyl)对苯二甲酸水解酶。

一个有希望的解决方案

新陈代谢链的发现使人们有可能解释为什么 Ideonella 会在回收工厂中建立自己的住所,但仍有待解开的是,这种细菌进化成转化塑料的途径是什么,这在上世纪四十年代的十年,在它的食物来源中。

这种细菌能够将 PET 转化为聚(3-羟基丁酸酯)——也称为 PHB——这是一种可生物降解的塑料。 这个故事的吸引力在于,估计 PET 在 0,13ºC 的温度下以每天每平方厘米 30 毫克的速度降解,消除速度变得“非常缓慢”。

2018 年,当英国波斯特茅斯大学的研究人员意外设计出一种增强细菌 PETase 的酶时,幸运再次向我们微笑。

目前,人们试图通过将突变酶“插入”到一种能够承受 70ºC 以上温度的极端细菌中来进一步提高其生产力,而 PET 的粘度更高。 这种“转移”可以将降解过程加速多达 10%。

所有这些发现都可以让我们休息一下,打开一扇希望之窗,因为“吞噬塑料”的细菌将成为解决塑料造成的环境问题的一部分。

贾拉先生贾拉先生

Pedro Gargantilla 是 El Escorial 医院(马德里)的内科医生,也是几本畅销书的作者。