Этот прорыв может спасти планету. А может природа сама нашла способ защитить себя.
В 2016 году впервые была обнаружена бактерия, которая эволюционировала и стала пожирать пластик на свалке в Японии. Недавно ученые раскрыли подробную структуру фермента, который производит бактерия.
Исследователи модифицировали фермент, чтобы понять, как он эволюционировал, однако результаты теста показали, что они даже усовершенствовали молекулу, и теперь она могла уничтожать полиэтилентерефталат (ПЭТ) – пластик, из которого сделаны бутылки. «Оказалось, мы усовершенствовали фермент, и это просто удивительно», – заявил Джон Макгиэн, профессор в Портсмутском университете и руководитель исследования.
Мутировавший фермент спустя несколько дней начинает пожирать пластик. Ученые считают, что этот процесс можно ускорить. «Мы надеемся при помощи этого фермента превращать пластик обратно в его первоначальные компоненты. Нам больше не нужно будет добывать нефть, и количество пластика в окружающей среде значительно сократится», – продолжил Макгиэн.
Каждую минуту во всем мире продается один миллион пластиковых бутылок, а перерабатываются лишь 14%. Остальные 86% выбрасывают в океан, а это вредит морской жизни и людям, которые потребляют морепродукты. Благодаря новому ферменту можно перерабатывать чистый пластик обратно в пластик, что сократит необходимость производства нового.
Новое исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, началось с определения точной структуры фермента, производимого бактерией.
Оказалось, по своей структуре он был похож на другой фермент, который бактерии выработали в процессе эволюции для переработки кутина – полимера, используемого растениями в качестве защитного покрытия.
Для исследования команда использовала синхротрон Diamond – ускорительный комплекс и источник синхротронного излучения третьего поколения, который в 10 миллиардов раз ярче солнца и может обнаруживать отдельные атомы. Когда ученые изменили фермент, чтобы изучить эту связь, они случайно усовершенствовали его способность уничтожать полиэтилентерефталат.
«Конечно, показатели улучшились всего лишь на 20%, но не в этом суть. Мы понимаем, что фермент еще не оптимизирован. Но мы сможем использовать любые технологии, которые применялись для развития других ферментов в прошлом, чтобы создать новую супер-быструю бактерию», – считает Макгиэн.
Ученые планируют ввести фермент в «бактерии-экстремофилы», которые могут выдерживать температуры выше 70C – именно при этой температуре ПЭТ переходит из стеклообразного состояния в жидкое. Это повысит вероятность того, что он будет разлагаться в 10-100 раз быстрее.
Некоторые грибы также могут разрушать полиэтилентерефталат. Однако бактерии легче использовать в промышленных масштабах.
«Эти бактерии нетоксичны, биоразлагаемы, и микроорганизмы могут производить их в огромных количествах. Конечно, впереди предстоит еще много работы. Однако это определенно большой шаг в борьбе с загрязнением окружающей среды», – заявил Оливер Джонс, химик в Мельбурнском университете.