Это возможно самое реальное решение одной из самых глобальных экологических проблем во всем мире. Группа ученых из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США и Университета Портсмута и разработала фермент, который может перерабатывать некоторые из наших самых загрязняющих пластмасс.
Открытие, опубликованное в журнале PNAS, может показаться смешным, но это фантастическое средство по переработке миллионов тонн пластиковых бутылок из полиэтилентерефталата или ПЭТ, который в нынешнее время в окружающей среде сохраняется в течение нескольких сотен лет.
Эксперты изучили кристаллическую структуру фермента, который переваривает ПЭТ и использовали его трехмерное изображение, чтобы понять, как это работает. Во время этого исследования они невольно получили фермент, который еще лучше разлагает пластик, чем тот, который имеется в природе, фермент, продуцируемый бактерией Ideonella sakaiensis.
В настоящее время исследователи работают над улучшением фермента, чтобы его промышленное использование могло разрушить пластмассы за короткое время.
«Мало кто мог это предвидеть, поскольку пластмассы стали популярными в 1960-х годах, в конечном итоге можно найти огромные пластиковые пласты, плавающие в океанах или хранящиеся на пляжах по всему миру, которые когда-то были первозданными», объясняет Джон МакГихан, соавтор работы.
«Мы все еще можем сыграть важную роль в решении проблемы с пластиком, но научное сообщество, которое наконец создало эти «замечательные материалы», должно теперь использовать все имеющиеся в их распоряжении технологии для разработки реальных решений».
Ученые совершили этот прорыв, когда изучали структуру природного фермента, который как считается, развился в центре переработки отходов в Японии, позволяя бактериям перерабатывать пластик в качестве источника пищи.
Цель заключалась в том, чтобы изучить его структуру, но они в конечном итоге продвинулись дальше и случайно создали фермент, который был еще лучше по разрушению ПЭТ.
«Случайность часто играет важную роль в фундаментальных научных исследованиях, и наше открытие здесь не исключение», сказал МакГихан.
Исследовательская группа намерена применить инструменты белковой инженерии и эволюции, чтобы продолжить совершенствование этого фермента.
Интересно, что фермент может также разрушать полиэтилен фурандикарбоксилат или PEF, заменитель биотканей на основе ПЭТ-пластиков, который используется в качестве замены стеклянных пивных бутылок.
«Технологический процесс очень похож на ферменты, которые в настоящее время используются в моющих средствах по биообработке и в производстве биотоплива, возможно, что в ближайшие годы мы увидим промышленную жизнеспособность в процессе преобразования ПЭТ и потенциально других субстратов, таких как PEF, PLA и PBS, в их исходные строительные блоки, чтобы их можно было надежно перерабатывать», сказал МакГихан.
Понятно, что мы только находимся в начале этого исследования и, в этой области многое предстоит сделать. Мы все будем внимательны к решениям одной из самых больших проблем, стоящих перед нашей планетой.
Кроме того, ученые разработали биоразлагаемые пакеты.
Исследование: pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1718804115
