Enzima mutant care mănâncă sticlele din plastic

358

Oamenii de știinţă au dezvoltat în mod accidental o enzimă mutant care distruge sticlele de plastic. Descoperirea ar putea contribui la rezolvarea crizei globale privind poluarea cu materiale plastice, permiţând pentru prima dată reciclarea completă a sticlelor.

Reacţia enzimei este atât de rapidă și eficace încât e nevoie doar de câteva zile pentru ca aceasta să înceapă să distrugă plasticul, comparativ cu procesul lent în care plasticul poate fi decompus în mod natural în oceane.

În urmă cu doi ani, un grup de cercetători japonezi de la Universitatea din Kyoto a descoperit o bacterie care „mănâncă” plasticul. Bacteria a fost identificată după cinci ani de cercetări și a fost botezată Ideonella sakaiensis. Cercetători din Marea Britanie și Statele Unite au publicat o nouă cercetare în jurnalul Proceedings of the National Academy of Sciences în care detaliază cum au reușit, în mod accidental, să crească capacitatea enzimei de a descompune PET-urile de plastic.

Cercetătorii au început prin determinarea structurii precise a enzimei produse de bacteria japoneză. Echipa a folosit o sursă de lumină diamantată de raze X care este de 10 ori mai strălucitoare decât soarele și poate dezvălui atomi individuali. Structura enzimei părea foarte asemănătoare cu cea dezvoltată de multe bacterii pentru a descompune cutina, un polimer natural (substanţă impermeabilă secretată de cuticula vegetalelor). Echipa internaţională a modificat apoi enzima pentru a vedea cum a evoluat, dar testele au arătat că modificările au făcut ca molecula să fie și mai bună pentru descompunerea plasticului utilizat pentru sticlele băuturilor răcoritoare.

Bacteria generează o enzimă, ISF6-4831, care în contact cu apa provoacă o reacţie chimică în urma căreia plasticul se descompune într-o substanţă intermediară, care poate fi înghiţită de bacterie. În acel moment, o a doua enzimă, ISF6_0224, divide substanţa intermediară în doi compuşi de bază: etilenglicol şi acid tereftalic, substanţele din care se fabrică PET-ul.

„S-a dovedit că am îmbunătăţit enzima, ceea ce a fost un șoc. (…) Este minunat și o reală descoperire”, a declarat prof. John McGeehan, de la Universitatea din Portsmouth, Marea Britanie, cel care a condus cercetarea. „Cercetarea este incredibilă deoarece ne arată că enzima nu este încă optimizată. Ne dă posibilitatea de a folosi toată tehnologia utilizată în dezvoltarea altor enzime de ani și ani pentru a face o enzimă superrapidă”, a mai adăugat acesta.

Enzimele industriale sunt utilizate pe scară largă, de exemplu în detergenţi praf și producţia de biocombustibili. Acestea au fost făcute să funcţioneze de până la 1.000 de ori mai repede în câţiva ani, timp pe care McGeehan îl prevede pentru dezvoltarea enzimei care mănâncă plastic. Un brevet a fost depus cu privire la enzima mutantă de către cercetătorii din Portsmouth și cei de la Laboratorul Naţional de Energii Regenerabile din Colorado, SUA.

O posibilă îmbunătăţire este transformarea enzimei mutante într-o bacterie extremofilă, care poate supravieţui temperaturilor de peste 70° Celsius, moment în care PET-ul se transformă dintr-o stare sticloasă într-o stare vâscoasă, ceea ce face posibilă degradarea de până la 100 de ori mai repede.

Cercetări anterioare au arătat că unele ciuperci pot descompune plasticul PET, care reprezintă aproximativ 20% din producţia globală de plastic, doar că, spre deosebire de ciuperci, bacteriile sunt mult mai ușor de utilizat pentru uz industrial. „Enzimele lor sunt netoxice, biodegradabile și pot fi produse în cantităţi mari de microorganisme. Există această modalitate de a avansa în combaterea poluării cu plastic cu ajutorul enzimelor, deși reducerea din start a cantităţii de plastic produse este mai degrabă preferabilă”, a declarat McGeehan.

Totuși, „o evaluare completă a ciclului de viaţă a enzimei ar fi necesară pentru a ne asigura că tehnologia folosită nu rezolvă o problemă de mediu cu preţul favorizării apariţiei altor probleme, inclusiv a emisiilor suplimentare de gaze cu efect de seră”, a declarat prof. Adisa Azapagic, de la Universitatea din Manchester, Marea Britanie.

Abilitatea de a dezvolta metode de eliminare a poluării cu materiale plastice este crucială. Unii ecologiști și oameni de știinţă declară că descoperirea, deși promiţătoare, nu este nici pe departe suficientă pentru a rezolva această criză.

Materialul plastic produs este prezent în toate domeniile de activitate. Mai mult de un milion de sticle de plastic sunt cumpărate în întreaga lume la fiecare minut. Aceasta înseamnă peste 16.000 de sticle în fiecare secundă. Cele mai multe dintre aceste sticle sunt PET-uri care se regăsesc în oceane și a căror biodegradare poate dura până la 400 de ani. Aproximativ 8 milioane de tone de material plastic sunt deversate în oceane în fiecare an.

În problema eradicării poluării cu plastic se implică tot mai multe companii importante, precum Coca Cola, care utilizează în proporţie ridicată PET-uri pentru băuturile sale. Compania a promis să înceapă procesul de reciclare a sticlelor sale, atingând un procent de 50% până în 2020. Actualmente, Coca Cola produce peste 100 de miliarde de sticle de plastic pe an.

Reprezentantul Greenpeace, Louise Edge, a subliniat necesitatea adoptării unor măsuri urgente de a schimba sistemele de reciclare și de consum pe o scară mult mai largă. „Avem nevoie de schimbari de sistem pentru a reduce volumul de ambalaje plastice și a ne asigura că sticlele de băuturi din plastic sunt colectate și separate eficient”, a declarat Edge. „O enzimă singură nu poate să cureţe cantităţile imense de plastic și nu poate controla răspândirea poluării cu materiale plastice cu care ne confruntăm”, a concluzionat aceasta.

DISTRIBUIE: