A tudósok olyan mutáns enzimet hoztak létre véletlenségből, amely lebontja a műanyag italos palackokat. Az áttörés segíthet a globális műanyag szennyezési válság megoldásában, ami először teszi lehetővé a palackok teljes újrahasznosítását.
Az új kutatások az első baktérium 2016-os felfedezése után kezdődtek, amely természetes módon fejlődött ki, és képes elfogyasztani a műanyagot. A bakrétiumra egy japán hulladéklerakóban bukkantak, és mostanra a tudósok meghatározták a hiba által létrejött enzim részletes szerkezetét. (1)
A nemzetközi csapat vizsgálni kezdte az enzimet, hogy lássák, hogyan alakult ki, de a tesztek azt mutatták, hogy a molekulát véletlenül még jobbá tették, és a PET (polietilén-tereftalát) műanyagot, amelyet az üdítőitalok palackozásához használnak, hatásosabban bontja le. "Kiderült valójában, hogy javítottunk az enzimen, ami egy kicsit sokkoló volt," - mondta John McGeehan, a Portsmouth Egyetem professzora, a kutatás vezetője. "Ez egy nagyszerű és valódi eredmény."
A mutáns enzim néhány napon belül elkezdi a műanyag lebontását, sokkal gyorsabban, mintha évszázadokig az óceánokban lenne. A kutatók azonban optimisták, és azt remélik, hogy még ezt is tovább lehet gyorsítani és életképes, nagyszabású folyamattá lehet alakítani.
"Azt reméljük, hogy az enzimet használva a műanyagot eredeti alkotóelemeire bonthatjuk, vagyis szó szerint újrahasznosíthatjuk," - mondta McGeehan. "Ez azt jelenti, hogy nem kell többet olajat kitermelnünk, és alapvetően csökkenthetjük a műanyag mennyiségét a környezetben."
Körülbelül 1 millió műanyag palackot értékesítenek minden egyes percben a világ minden táján, és mindössze 14%-uk kerül újrahasznosításra, sokuk pedig végül az óceánokban köt ki, ahol még a legtávolabbi területeket is beszennyezik, ami károsítja a tengeri életet, és potenciálisan az embereket, akik tengeri élőlényeket fogyasztanak. "Hihetetlen módon ellenáll a lebomlásnak," - mondta McGeehan.
Jelenleg azonban az újrahasznosított palackokbók csak ruhák vagy szőnyegek áttetsző szálai készülhetnek. Az új enzim segítségével azonban a használt műanyag palackokból újra átlátszó műanyag palackokat lehet létrehozni, ami csökkentheti az új műanyag előállításának szükségességét.
Az enzim szerkezete nagyon hasonlít ahhoz, amely számos baktérium esetében kialakult, hogy képesek legyenek lebontani a kutint, amely egy természetes növényi polimer, amelyet a növények bevonatként használnak. De amikor a csapat manipulálta az enzimet, hogy feltárják ezt a kapcsolatot, véletlenül javítottak azon képességén, amellyel lebontja a PET műanyagot.
Az ipari enzimeket széles körben használják például mosóporokban és bioüzemanyag előállítására. Néhány év alatt úgy módosították őket, hogy 1000-szer gyorsabban dolgozzanak, ezért McGeehan tervei szerint a további kutatások során hasonló léptékben sikerül majd megváltoztatni a műanyag evő enzimet. A specifikus mutáns enzimmel kapcsolatos szabadalmat már be is adták a Portsmouth kutatói és az USA Nemzeti Megújuló Energia Laboratóriuma Coloradóban.
Az egyik lehetséges fejlesztés, hogy a mutáns enzimet egy olyan "extremofil baktériummá" alakítják, amely túlélheti a 70 °C feletti hőmérsékletet, amikor a PET az üveges állapotból viszkózussá válik, ami valószínűleg 10-100-szor gyorsabb lesz.
A korábbi kutatások azt mutatták, hogy egyes gombák is lebonthatják a PET műanyagot, de a baktériumok sokkal könnyebben alkalmazhatók ipari környezetben.
"Az enzimek nem toxikusak, biológiailag lebonthatók, és a mikroorganizmusok nagy mennyiségben képesek előállítani," - mondta. "Nagy mennyiségű műanyagot lehet újrahasznosítani enzimekkel, és talán előfordulhat, hogy az előállított műanyag mennyisége is csökkenthető. Ez biztosan egy lépés a pozitív irányba."
(1) - http://uopnews.port.ac.uk/2018/04/16/engineering-a-plastic