Japán tudósok felfedeznek egy olyan baktériumfajt, amely képes lebontani a műanyagot. A megállapítás a bolygó egyik legnagyobb szennyezési problémájának leküzdésére szolgálhat.

megeszik

A műanyag volt az az anyag, amelyen a 20. század második felének gazdasági fejlődése jelentős részben megalapozott. Kemény, ellenálló, pontos rugalmasságú, ha szükséges, átlátszó. de ugyanazok a tulajdonságok teszik ezt nagyon tartós természetes környezetben, ha nem megfelelően kezelik. Vagy ami ugyanaz, nem biológiailag lebontható, egyetlen élő szervezet sem képes táplálni és lebontani ezt az olajszármazékot. Vagy legalábbis a tudósok eddig nem tudtak olyanokról, akik képesek lennének erre.

A kiotói technológiai intézet (Japán) tudományos csoportja nemrégiben felfedezett egy eddig ismeretlen baktériumot képes megemészteni és beolvasztani, Vagyis PET-en (polietilén-tereftalát) élhet, amely az élelmiszeripar által az ásványvíz, üdítőitalok, olajok vagy gyógyszeripari termékek csomagolásához használt műanyagok egyike.

A mikrobiológusok már ismertek néhány jelentést a PET lebonthatóságáról olyan ritka példákból, mint pl néhány rostos gomba, amelyet ezt a műanyagot tartalmazó ásványi közegben termesztettek. De egyetlen esetben sem sikerült értékelni ezeknek a mikroorganizmusoknak a növekedési sebességét vagy e szintetikus termék mennyiségét, amelyet képesek voltak asszimilálni.

Azonosítás után ezek a szervezetek a műanyagok lebontásához szükséges enzimatikus mechanizmusokkal környezeti bioremediációs módszerként szolgálhatnak fertőtlenítse a rosszul kezelt csomagolással megtöltött és a tengerbe vagy a természetes területekre engedett ökoszisztémákat. Emiatt a Kohei Oda és Shosuke Yoshida által vezetett kutatócsoport a Kiotói Műszaki Intézetben úgy döntött, hogy kimennek és mintákat vesznek műanyagokkal szennyezett környezetben.

«250 mintát gyűjtöttünk minden típusú, PET-részecskékkel szennyezett közegben, mint pl talaj, üledék, szennyvíz vagy aktív iszap műanyag palack-újrafeldolgozó üzemből», Mondja Yoshida a Science folyóiratban nemrégiben megjelent műben. Mindegyiküket olyan mikroorganizmusok elemzésével elemezték, amelyek ezt a műanyagot használhatják a fő szénforrásként létfontosságú tevékenységük fejlesztésére, vagy ami azonos a táplálékkal és a növekedéssel.

Az újrahasznosító üzem üledékéből vett minták közül csak egy tartalmazott különböző mikrobák készletét, amelyek a jelek szerint képesek voltak növekedni a kutatók által tervezett PET-táptalajban. „A mikroszkóp megmutatta számunkra, hogy ez a konzorcium, amelyet a táptalajban lévő PET-filmben hoztak létre, és amelyet 46-os számnak hívunk, baktériumok, élesztőszerű sejtek és protozoonok keveréke, míg a táptalajban lévő folyadék gyakorlatilag átlátszó volt "- állítják a kutatók.

Végül a tudósok képesek voltak izolálni - a 46-os számú készítmény hígításai alapján - az egyetlen baktérium törzset, amely felelős a PET - egy már ismert nemzetséghez tartozó új faj - a PET lebontásáért, amelyet Ideonella sakaiensisnek neveztek el.

Mint láthatták, a PET napi 0,13 milligramm/négyzetcentiméter sebességgel bomlott le, 30 fokos hőmérsékleten, ami nagyon gyakori a Föld sok helyén. De vajon nagy vagy elhanyagolható volt-e ez a sebesség, ha belegondolunk abba, hogy mit alkalmazunk egy természetes terület fertőtlenítésére? Yoshida, Oda és csapatuk többi tagjának következtetései nagyon meggyőzőek voltak: a baktériumok alig hat hét alatt képesek majdnem teljesen lebontani egy vékony PET-fóliát ezen a 30 fokos hőmérsékleten maguk a kutatók szerint.

Oda és munkatársai egy lépéssel tovább akartak lépni, hogy megpróbálják kideríteni azokat a biológiai folyamatokat, amelyek lehetővé teszik ezt a mikroorganizmust enni ezt a műanyagot még soha nem látott hatékonysággal. És sikerült is. Meghatározták az úgynevezett ISF6_4831 enzimet, amely víz jelenlétében a PET közbenső anyaggá bontja, amelyet viszont egy második fehérje bont le, amelynek neve ugyanolyan bonyolult, mint az előző, ISF6_0224 - amely képes a közbenső termékek egyszerűbb és jóindulatú komponensekre való feldarabolása környezeti szempontból, mint például az etilén-glikol és a tereftálsav.

A nagy teljesítményű elektronmikroszkópoknak köszönhetően a tudósok ezt is igazolni tudták a baktériumok függelékeket fejlesztenek ki a műanyag réteg és maguk között amely lehetővé teheti ezen enzimek szekrécióját a PET felületén.

«A PET asszimilációja az I. sakaiensis baktérium által lehet nagyon hasznos ennek a kőolajszármazéknak a környezetből történő eltávolításában», Írja a kutatás kísérő cikkében Uwe T. Bornscheuer, a Greifswaldi Egyetem (Németország) Biokémiai Intézetének kutatója. "Továbbá, ha a tereftálsavat kinyerhetnék és újrafelhasználhatnák, ez jelentős megtakarítást jelentene az új műanyagok gyártásában, amelyekhez nem lenne szükség újra kőolajszármazékok felhasználására" - magyarázza Bornscheuer.

A szennyezett terek biológiai fertőtlenítésének szakértői azonban úgy vélik, hogy még hosszú út áll előttünk annak gyakorlati alkalmazásához. "A munka nagyon érdekes, és másokat is összekapcsol az ügyben. Számos olyan mikroorganizmust találtak, amelyek képesek lebontani a műanyagokat, de még mindig sokat kell tennünk azért, hogy ezeket a megállapításokat átterhessük a nagyszabású bioremediációra" - biztosítja María José López ezt az újságot, az almeríai egyetem mikrobiológiai területe.