Még 2016-ban jelentették be a japán tudósok, hogy egy PET-palack újrahasznosító telep üledékében Sakai kikötővárosa mellett olyan baktériumot találtak, mely képes lebontani a műanyagot. Az Ideonella sakaiensis nevű mikroorganizmus főleg a műanyag-hulladékból nyeri az energiáját.
– mondta John McGeehan professzor, aki részt vett a baktériummal kapcsolatos kutatásban.
A baktérium egy „PETáz” nevű enzim segítségével bontja le a PET műanyagokat. A poliészterek azon műanyagoknak a csoportja, melybe a PET (polietilén-tereftalát) is tartozik, és ezek előfordulnak a természetben.
„A növények leveleit védik” – magyarázta a Portsmouthi Egyetem kutatója. „A baktériumok már több millió éve úgy fejlődnek, hogy el tudják azt fogyasztani.”
Részletes 3D-s modellt készítettek az enzimről nagy teljesítményű röntgensugár segítségével a Diamond Light Source szinkroton kutatóközpontban, Oxfordshire-ben.
Miután megértették a szerkezetét, a csapat felfedezte, hogy a PETáz enzim hatékonyságát képesek tovább növelni azzal, hogy bizonyos anyagokat adnak a felszínéhez.
Ez arra utal, hogy a természetes enzim még nem működik teljesen optimálisan, és még mindig van lehetőség továbbfejleszteni.
A PETázt tesztelték PEF műanyagon (polietilén-furanoát) is, amely egy növényi-alapú alternatívája a PET-nek, azonban szintén lassan bomlik le a természetben.
„Nagyon megdöbbentünk, amikor végrehajtottuk a kísérletet, mivel kiderült, hogy a PEF-en hatékonyabban működik az enzim, mint a PET-en” – nyilatkozta a BBC Newsnak McGeehan.
A kutatást végző tudóscsoportban a Portsmouthi Egyetem doktoranduszai és diplomaszerzés előtt álló diákjai is helyet kaptak. Tisztában vannak vele, hogy milyen ügyes vegyészeti húzás volt a PET polimer létrehozása, és lelkesen próbálnak segíteni ennek lebontásában.
Ennek ellenére még hosszú az út addig, hogy a zseniális felfedezés egy világszerte használt eljárássá váljon. A kulcsprobléma, hogy hogyan lehetne az enzimet nagy mennyiségben és olcsón előállítani, illetve hogyan lehet majd a képességét ipari mennyiségben is használhatóvá tenni. Ehhez a hatékonyságán is javítani kell, mivel egyelőre több napba telik, amíg lebontja a műanyagot.
A jelenlegi újrahasznosítási módszer egy lefelé haladó spirál a poliészterek esetében, miközben a műanyag folyamatosan veszít a minőségéből. A flakonokból ruha lesz, a ruhából szőnyeg, majd a hulladéklerakóba kerül a műanyag.
A PETáz segítségével azonban megfordítható ez a folyamat, mivel a poliésztert az építőelemeire bontja, amelyet újra fel lehet használni.