У статті для видання The Guardian науковий оглядач Стівен Бураньї розповів про те, як мікробіологи намагаються розвинути у бактеріях здатність перетравлювати пластик. І вже мають перші позитивні результати. Бактерії допоможуть людству позбутися пластикового сміття.
У 2001 році японські вчені зробили приголомшливе відкриття на сміттєзвалищі. У канаві з відходами та брудом вони відшукали плівку слизу, яка була насправді колонією бактерій, що охоче пожирали пластикові пляшки, дитячі іграшки та інший мотлох. Переробляючи сміття, бактерії видобували із пластику вуглець, щоб отримувати енергію для росту, руху та поділу на нові мікроорганізми, ще більш жадібні до пластику. По суті, бактерії споживали пластик. Про це пише видання The Guardian.
Пластикове забруднення планети прогресуєТоді групою керував Кохей Ода – професор Кіотського технологічного інституту. Його команда шукала речовини, здатні розм’якшити синтетичні тканини з поліефірних волокон на кшталт поліестеру, який виготовляється з того ж пластику, що й більшість пляшок для газованих напоїв. Ода впевнений,
що мікроби вже вирішили всі наукові проблеми, які можуть стати перед людством.
Виявлені бактерії робили набагато більше: схоже, вони повністю розкладали пластик, переробляючи його на поживні речовини. Для сучасних людей, добре обізнаних з масштабами пластикового забруднення, потенціал цього відкриття цілком очевидний. Але в 2001 році, за три роки до того, як термін “мікропластик” узвичаївся, це “не вважалося темою, що являє великий інтерес”, зауважив Ода. Попередніх статей про бактерії, підготовлені його командою, так і не було опубліковано.
Та чекати, поки мікробіом сам еволюціонує до переробника пластику – нема часу Планета вже захлинається від засилля пластикового сміття. Наразі пластикове забруднення неможливо ігнорувати. Приблизно за 20 років ми виготовили 2,5 мільярда тонн пластикових відходів і щороку виробляємо ще близько 380 мільйонів тонн. До 2060-го обсяги сміття потрояться.
Чому переробка пластику не рятуєНинішні методи знищення чи переробки пластику вкрай незадовільні. У переважній більшості випадків його дроблять і розмелюють, в результаті чого волокна,
з яких він складається, стираються і ламаються, тому якість матеріалу після неухильно знижується. Скляну або алюмінієву ємність можна переплавляти необмежену кількість разів, надаючи їй нової форми. А, скажімо, гладкий пластик пляшки деградує з кожною переробкою.
Пластикова пляшка перетворюється на пакет, той стає волокнистою підкладкою куртки, потім наповнювачем для дорожнього полотна, який не переробляється. І це у кращому випадку. Тому що насправді лише 9% пластику потрапляє на переробні заводи. Єдиним постійним способом утилізації залишається спалювання, яке щороку зазнає майже 70 мільйонів тонн пластику. Однак це веде до кліматичної кризи, оскільки у повітря вивільняється вуглець, а також шкідливі речовини, які можуть міститися у пластику.
І що каже наука?А наука плекає бактерії у надії позбутися пластикового сміття. Професор Ода з командою однодумців не полишили спроб вирішити проблему людства за рахунох живого мікробіому. Відкриття Оди – лише відправна точка. Коли бактерії вперше тестували в лабораторії, вчені помістили їх у пробірку з уривком пластикової плівки завдовжки 2 сантиметри та вагою 20 грамів.
За кімнатної температури вони розщепили крихітний шматочок пластику приблизно за сім тижнів. Це було вражаюче, але надто повільно для боротьби із пластиковими відходами у промислових масштабах. На щастя, за останні десятиліття вчені досягли визначних успіхів при роботі з ферментами.
“Логіка тут, як правило, безсила, доводиться використовувати інші підходи”, – наголосила дослідник з Національної лабораторії з вивчення відновлюваної енергії у Колорадо Елізабет Белл.
Белл займається ПЕТазою – ферментом, який пластикоїдна бактерія Ideonella sakaiensis виробляє для розщеплення ПЕТ-пластику. Щоб прискорити природний перебіг еволюції, Белл бере ділянки ферменту, і за допомогою генної інженерії піддає їх різноманітним мутаціям.
Промисловість стимулює науку прискорюватисяЗ 2021 року французька компанія Carbios за допомогою бактеріального ферменту щодня переробляє приблизно 250 кілограмів ПЕТ-відходів, розщеплюючи їх на молекули-попередники, які потім можуть бути перетворені на новий пластик. Це не зовсім те саме, що компостування, але Carbios наблизилася до заповітної мети.
Вони майже змогли перетворити пластик на матеріал, який можна нескінченно переробляти, подібно до скла або алюмінію.
У дикій природі бактерії виробляють лише обмежену кількість ферменту, що руйнує пластик. Щоб прискорити процес, Carbios платить біотехнологічної компанії за збирання та концентрацію чистого ферменту з бактерій. Вчені Carbios поміщають заздалегідь підготовлені пластикові гранули у водний розчин ферменту всередині герметичного сталевого резервуару заввишки кілька метрів.
Євросоюз вже профінансував кілька наукових груп, які працюють над отриманням мікробів і ферментів, здатних перетворювати пластик на повністю біорозкладні матеріали, а не просто на новий пластик. У 2022 році німецька група вчених впровадила ПЕТазу Ideonella sakaiensis у морські водорості. Вчені зазначили, що колись це може знадобитися для розщеплення мікропластику в океані.
Професор Ода переконаний, що людство на самому початку шляху. “20 років тому я побачив плівку мікроорганізмів на пластику, і зрозумів, що це не один вид, а безліч мікробів, що працюють разом, синхронно”, – сказав він.
Поки Ideonella розщеплювала пластик на промислово цінні попередники, інші мікроби переробляли в прості поживні речовини, які може далі використовувати мікробне співтовариство. Це були симбіонти — партнери у спільній справі.
Фото The Guardian
Зверніть увагу, раніше HUBZ повідомляв, що розлади аутистичного спектру і СДУГ вчені після масштабного дослідження пов’язали з пластиком
Запис Вчені: бактерії допоможуть людству позбутися пластикового сміття спершу з'явиться на HUBZ - інформаційна агенція.
