Hírek

Baktériumok falhatják fel a felesleges műanyag-hulladékot

Egy japán szeméttelepen bukkantak rá a mutáns baktériumra, amely képes a PET műanyagot lebontó enzimet termelni. A műanyag csak körülbelül 50 éve van jelen meghatározó mennyiségben, ezért meglepő, hogy ilyen rövid idő alatt kialakult egy kifejezetten arra specializálódott mikroorganizmus.

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.

„A PET csupán az elmúlt 50 évben állt rendelkezésre óriási mennyiségben, ami nem túl hosszú idő egy baktérium számára, hogy erre a kifejezetten ember-alkotta táplálékforrásra specializálódjon”

– 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.”

De hogy egy közülük teljesen átváltson a PET fogyasztására, az teljesen váratlan volt. Egy nemzetközi tudósokból álló csapat elhatározta, hogy megfejtik a PETáz enzim működését.

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.

A fiatal tudósok már az óriási mennyiségű műanyaghulladék árnyékában nőttek fel, és nagyon motiváltak, hogy ezt a szennyezési forrást eltüntessék.

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.

„Újra műanyagot lehet belőle gyártani, ezzel pedig nem lenne szükség még több petróleumra. Ezzel egy végtelen körforgást hoznánk létre, ami valódi újrahasznosítás lenne” – magyarázta McGeehan.

 

Forrás: BBC