открића

Ензим који уништава пластику

Међународни истраживачки тим мутирао је ензим једне бактерије тако да сада може да разложи пластику за пет дана

Фото: Wikimedia

 

Текст: Наташа Килибарда

Мало ко би могао претпоставити да ће пластика од своје масовне производње почетком четрдесетих година 20. века за релативно кратко време постати незаобилазна ставка сваког домаћинства, индустрије, па и океана. Време показује и да је пластика, или тачније полиетилен терафталат (ПЕТ), један од најотпорнијих вештачки створених материјала 20. века. Колико данас готово рутинска употреба пластике олакшава свакодневни живот толико га и загађује, а бројним животињским и биљним врстама значајно угрожава квалитет и трајање већ кратког животног века. 

С обзиром на то да је овом материјалу потребно чак неколико векова да се природно разгради у потпуности, намеће се закључак да је пластика практично неуништива. Или је то бар била све до недавног случајног открића ензима који би овај готово савршено произведен људски изум могао разложити на његове основне градивне елементе. Ово откриће представља и могуће решење рециклаже милиона тона пластичних једнократних боца и кеса на депонијама, воденим површинама и животним стаништима широм света.

Тако је недавно откриће бактерије која се храни пластиком овог априла добило свој наизглед неочекивани искорак. У марту 2016. утврђено је како је природа, суочена са великим проблемом вештачког загађивања у последњих седамдесет година, дала сопствено решење у виду микроорганизма којем пластика служи као главни извор енергије и угљених хидрата. Првобитно откривена на депонији у близини рециклажног центра у јапанском граду Сакаи, бактерија Ideonella sakaiensis 201-F6, при температури од 30 степени провела је шест недеља у разлагању ПЕТ амбалаже, што је својеврсни рекорд и у односу на одређене врсте гљива за које је раније утврђено да такође поседују значајан апетит за пластиком.

Оснажен открићем јапанских колега, тим научника из Сједињених Америчких Држава, Велике Британије и Бразила посматрао је PETase, један од активних ензима бактерије Ideonilie sakainesis, у циљу бољег упознавања његове протеинске структуре и деловања. Неочекивани резултат истраживања било је снажно мутирање већ ефикасног ензима, случајно проузроковано додавањем одређених аминокиселина. Унапређени ензим у стању је да разложи пластику далеко брже него што је то чинио његов претходник са јапанске депоније. 

Фото: Pexeles

Британски универзитет у Портсмауту и америчка Национална лабораторија за обновљиве изворе енергије (NREL), у сарадњи са научницима из компаније Diamond Light Source, у посматрању структуре PETase ензима користили су синхотрон Beamline I23 са X зрацима 10 милијарди пута интензивнијим од Сунчевих како би били у могућности да сагледају све појединачне атоме овог ензима.

Резултат је био тродимензионални приказ ултрависоке резолуције и сваки детаљ ензима представњен до најситнијих сагледивих честица. Ноовоткривена структура подсетила их је на гљивни ензим кутиназу, али са нешто различитим активним елементом који је погоднији за прилагођавање вештачким него природним полимерима. Ова разлика довела је до постављања хипотезе да је PETase настао у средини загађеној пластиком која му је омогућила да еволуира користећи ПЕТ као једини извор енергије. Тестирајући ову тезу истраживачи су мутирали активни елемент ензима не би ли га приближили својствима кутиназе и створили моћни ензим који у потпуности разлаже пластику за свега пет дана.

Од више од милион продатих пластичних боца у свету сваког минута, свега 14 одсто буде рециклирано, док остатак заврши на дну океана и на дивљим депонијама. Чак и податак да боце које се рециклирају могу да се искористе једино у производњи јефтиних и трошних материјала за одећу или тепихе не пружа утеху за решење проблема. Новооткривени ензим отвата врата могућности да се прозирне пластичне боце рециклирају у потпуно исте што у великој мери смањује потребу за прављењем нове пластичне амбалаже као и навику индустријских произвођача да бирају јефтину пре него еколошку солуцију. 

Мада је тек у својој раној развојној фази, потенцијал овог открића је значајан и велик, али још је неизвесна његова улога у решавању проблема загађености. Међутим, један део научне заједнице остаје сумњичав ка овом развоју јер сматрају да је могућност да један нови биолошки процес замени рециклажу пластике веома мала најпре због њене економске неисплативости. 

ОТКРИЋА

Свакога дана се у свету објави више хиљада нових открића. Која од њих су заиста битна? Која мењају научну парадигму? И како разумети шта се заправо дешава на научним фронтовима?

Истражите текстове из рубрике ОТКРИЋА.

Истражите друге текстове:


Grb Republike Srbije
ecsite nsta eusea astc

ЦПН
Улица краља Петра 46
11000 Београд
Република Србија
+381 11 24 00 260
centar@cpn.rs