Вчені виявили мікробний фермент, здатний розщеплювати певні види поліефірів та пеніцилін. Це може вказувати на можливий зв’язок між здатністю переробляти пластик та стійкістю до антибіотиків, повідомляє SciTechDaily.
Пластикові відходи накопичуються у величезних океанічних сміттєвих плямах вже десятиліттями й розпадаються на небезпечні мікро- та наночастинки пластику. Це відбувається тому, що жива природа не здатна їх швидко переробити.
Вчені створили печиво з переробленого пластику
Мікроорганізми заселяють синтетичні матеріали, утворюють на них біоплівки та унікальне мікробне середовище існування, яке дослідники називають «пластисферою». Але проблема полягає в невідповідності між сучасними синтетичними полімерами та ферментами, якими бактерії володіють від природи.
Тепер же вчені з Університету Констанца виявили фермент, який може розщеплювати певні види поліефірів і біопластиків. Завдяки широкому активному центру вчені прозвали його «ферментом Пакмана». Лабораторні випробування також показали, що цей фермент здатний розщеплювати пеніцилін, що відкриває можливість його участі у формуванні стійкості бактерій до деяких антибіотиків.
Біологи Гаррі Лернер і Девід Шлехек виявили цей фермент, досліджуючи здатність мікробних спільнот повністю розкладати довголанцюгові аліфатичні поліефіри (LCAP).
«Ми закопали невеликі фрагменти плівки з біопластику LCAP у верхній гумусовий шар лісової ділянки в університетському ботанічному саду на глибину близько 10 сантиметрів. Саме в цьому шарі відбувається розкладання целюлози та інших природних полімерів, таких як кутин — рослинний поліефір», — сказав Лернер.
Вчені залишили зразки в ґрунті недоторканими на рік. Паралельно вони провели лабораторний експеримент: змішали порошкоподібний біопластик зі зразками того самого лісового ґрунту і протягом року уважно відстежували виділення вуглекислого газу. Оскільки під час мікробного дихання виділяється вуглекислий газ, ці вимірювання дали змогу вченим спостерігати за процесом споживання матеріалів мікроорганізмами.
«Як контрольні зразки в лабораторних умовах використовувалися целюлоза, інші види біопластиків (такі як PHBV і PCL), а також пластик високої щільності (HDPE) і необроблений ґрунт. Ми встановили, що всі біопластикові матеріали повністю розклалися приблизно за 250–330 днів.
Целюлоза розклалася приблизно за 80 днів, тоді як HDPE практично не зазнав розкладання», — пояснив Лернер.
Коли вчені витягли з лісового ґрунту зразки плівок LCAP, електронний мікроскоп показав, що в матеріалі з’явилися крихітні отвори. Розмір і форма кожного такого отвору відповідали параметрам окремої бактеріальної клітини.
«Ми припустили, що поверхня бактерій вкрита ферментами-деполімеразами, які розщеплюють пластик. Це дозволяє мікроорганізмам "прокладати шлях" всередину матеріалу та проникати в товщу плівки, залишаючи після себе мікроскопічні отвори саме такого типу», — сказав Лернер.
Раніше вчені з Університету Квінсленда заявили, що використання пластикових чайників може призвести до того, що в організм людини потраплять одразу мільярди частинок мікропластику І всі вони походитимуть з одного джерела.
