В 2016 году, проведя пять лет в поисках груды отходов, японские исследователи обнаружили штамм бактерий, которые естественным образом эволюционировали, чтобы разъедать полиэтилентерефталат, обычный пластик, известный как ПЭТ или полиэстер.
Как сообщал в то время Smithsonian.com, новые бактерии могут расщеплять ПЭТ на гораздо более мелкие соединения. Открытие было многообещающим шагом к решению мировой проблемы с пластиком.
Теперь ученые из Портсмутского университета в Великобритании и Национальной лаборатории возобновляемой энергии Министерства энергетики США совершили новый прорыв. При изучении структуры фермента, обнаруженного в этих бактериях, исследователи случайно создали «мутантный фермент», который может разрушить пластик в течение нескольких дней.
По словам Дэмиана Каррингтона из The Guardian, эта счастливая случайность позволяет полностью перерабатывать бутылки до их первоначальной формы. Исследователи подробно излагают свои результаты в исследовании, опубликованном ранее в этом месяце в Трудах Национальной академии наук .
Полиэтилентерефталат - это прочный, но легкий пластик. По словам PETRA, отраслевой ассоциации, представляющей североамериканских производителей ПЭТ, она называется полиэстер, когда используется в тканях и волокнах, но PET при использовании в бутылках, банках, контейнерах и упаковке.
Как сообщает Linda Poon для CityLab, каждую минуту производится миллион пластиковых бутылок, и большая их часть - около 90 процентов - оказывается на свалках, океанах и парках, а не перерабатывается. Может потребоваться столетия, чтобы ПЭТ сломался естественным путем. То, что перерабатывается, обычно используется в текстиле, например, в одежде или коврах.
Как сообщает Кэррингтон, команда исследователей во главе с профессором Портсмутского университета Джоном МакГиэном первоначально хотела настроить фермент только для того, чтобы увидеть, как он развивался. Они начали с выяснения точной структуры фермента бактерий, а затем использовали рентгеновскую технологию для исследования отдельных атомов.
Они обнаружили, что структура была похожа на структуру, которая развивалась, разрушая природный полимер, называемый кутин, который образует восковое водоотталкивающее покрытие для многих растений. При настройке фермента для изучения этого сходства, они случайно получили соединение, которое может разрушить пластик на 20 процентов более эффективно.
«На самом деле оказалось, что мы улучшили фермент, что было немного шоком», - говорит МакГихан в интервью Carrington.
Крупный план вновь созданного фермента, разлагающего ПЭТ пластик. (Деннис Шредер / NREL) Как показывают исследования снова и снова, пластики представляют собой постоянно растущую проблему для мировых океанов. Исследование, проведенное в 2015 году, показало, что примерно восемь миллионов тонн пластика попадают в океан каждый год, сообщал тогда National Geographic . И весь этот пластик вреден для дикой природы. Многие морские птицы и другие морские животные кусают разноцветные кусочки, принимая пластик за еду.
Это означает, что потенциальное решение нашей проблемы с пластмассами может стать серьезным достижением. Но может ли мутантный фермент действительно решить эту проблему?
По данным некоммерческой организации Ocean Conservancy из Вашингтона, округ Колумбия, ответ на этот вопрос - нет. В ответ на новое исследование консерватория обнародовала заявление, в котором цитировался Рамани Нараян, профессор химического машиностроения и материаловедения в Университете штата Мичиган: «Проблема не в« технологии »повторного использования ПЭТ или демонтажа его компонентов, а в восстановлении». и экономика используемых процессов. Полукристаллические ПЭТ-бутылки уже полностью утилизируются в наших современных системах ».
Другими словами, главная проблема не в том, чтобы сломать пластик, а в том, чтобы удалить пластик из океана. Вместо этого консерватория предлагает приложить усилия для предотвращения попадания пластика в океан.
Как сообщает Пун, ученые не впервые делают интересные, потенциально пластические решения проблем. В прошлом году исследователи в Испании объявили об открытии вида воскового червя, который может съесть свой выход из полиэтиленового пакета.
Тем не менее, исследователи с оптимизмом смотрят на их «мутантный фермент». Согласно пресс-релизу, они сейчас работают над тем, чтобы сократить время, необходимое ферменту для разрушения пластика. Ускорение процесса может позволить законное крупномасштабное использование - и может означать, что в первую очередь меньше пластика попадет в окружающую среду.
«То, что мы надеемся сделать, - это использовать этот фермент, чтобы превратить этот пластик обратно в его исходные компоненты, чтобы мы могли буквально перерабатывать его обратно в пластик», - говорит МакГихан в интервью Carrington. «Это означает, что нам не нужно больше копать масло и, в принципе, это должно уменьшить количество пластика в окружающей среде».
