Vedci náhodou vytvorili mutantný enzým, ktorý rozoberá plastové fľaše, píše britský Guardian.
Nový výskum bol podnietený v roku 2016 objavením prvej baktérie, ktorá sa prirodzene vyvinula na konzumáciu plastov, na skládke odpadu v Japonsku. Vedci teraz odhalili podrobnú štruktúru kľúčového enzýmu produkovaného chrobákom.
Medzinárodný tím potom vylepšil enzým, aby zistil, ako sa vyvinul, ale testy ukázali, že neúmyselne urobili molekulu ešte lepšiu pri rozklade PET (polyetyléntereftalátu) používaného na fľaše na nealkoholické nápoje. "V skutočnosti sa ukázalo, že sme enzým zlepšili, čo bol trochu šok," povedal profesor John McGeehan z University of Portsmouth vo Veľkej Británii, ktorý viedol výskum.
Mutantnému enzýmu trvá niekoľko dní, kým začne štiepiť plast, oveľa rýchlejšie ako v priebehu storočí v oceánoch. Výskumní pracovníci sú však optimistickí ohľadom toho, ako ho možno ešte urýchliť a stať sa životaschopným rozsiahlym procesom.
"Chceli by sme použiť tento enzým, aby sme plast vrátili späť do pôvodných komponentov, takže ho môžeme doslova recyklovať späť na plast," povedal McGeehan. "To znamená, že nebudeme musieť vykopať viac ropy a v podstate by to malo znížiť množstvo plastu v životnom prostredí."
Mnoho plastových fliaš, ktoré majú recyklovateľnosť len 14 percent, skončí v oceánoch, kde znečistia aj najodľahlejšie časti, poškodzujú život v moriach a potenciálne aj ľudí, ktorí jedia morské plody. "Je to neuveriteľne odolné voči degradácii," povedal McGeehan.
Avšak v súčasnosti sa aj tie fľaše, ktoré sa recyklujú, môžu premeniť len na nepriehľadné vlákna na oblečení alebo kobercoch. Nový enzým naznačuje spôsob, ako recyklovať priehľadné plastové fľaše späť do čírych plastových fliaš, čo by mohlo znížiť potrebu výroby nového plastu.
Nový výskum začal určovaním presnej štruktúry enzýmu produkovaného japonským chrobákom. Štruktúra enzýmu bola veľmi podobná štruktúre vyvinutej mnohými baktériami, aby sa predišlo prírodnému polyméru používanému ako ochranný povlak rastlín. Ale keď tím manipuloval s enzýmom na preskúmaní tohto spojenia, náhodou zlepšili jeho schopnosť rozožrať PET.
"Je to neuveriteľné, pretože námto hovorí, že enzým ešte nie je optimalizovaný. Poskytuje nám priestor na použitie všetkých technológií používaných pri vývoji iných enzýmov a vytvorenie super rýchleho enzýmu," vysvetlil McGeehan.
Priemyselné enzýmy sa široko používajú napríklad v pracích práškoch a výrobe biopalív. Vyrábajú sa v priebehu niekoľkých rokov až 1000 krát rýchlejšie, rovnaké časové rozvrhy, ktoré McGeehan predpokladá pre plastový enzým.
Jedným z možných zlepšení je transplantácia mutantného enzýmu do "extrémofilných baktérií", ktoré môžu prežiť teploty nad 70 stupňov Celzia bodu tavenia PET. Plast sa tak pravdepodobne rozpadne 10 až 100-krát rýchlejšie, keď sa roztaví. Skoršie štúdie ukázali, že niektoré huby môžu rozbiť PET, ktorý tvorí asi 20 percent celosvetovej výroby plastov. Ale baktérie sa dajú ľahšie využiť na priemyselné využitie.
"Myslím si, že nový výskum je veľmi vzrušujúcou prácou, ktorý ukazuje, že existuje silný potenciál používať enzýmovú technológiu na pomoc s rastúcim problémom s odpadom," povedal Oliver Jones, chemik na univerzite RMIT v Melbourne v Austrálii.
"Enzýmy sú netoxické, biologicky odbúrateľné a môžu sa produkovať vo veľkom množstve mikroorganizmami," dodal.