Egyre nagyobb mennyiségű mikrobát találnak az óceánokban és a szárazföldön, melyek maguktól lebontják a műanyagokat

Öt évvel ezelőtt egy japán műanyag-újrahasznosító központ körül a talajban és iszapban ásó tudósok felfedeztek egy baktériumot, amely a néps...

A természetes környezetben való játék egy hónapon belül felpörgeti a gyerekek immunrendszerét

Kutatók egy szuperenzimet fejlesztettek ki, ami hatszor gyorsabban bontja le a műanyag palackokat

A titokzatos tömeges elefántpusztulást Botswanában cianobaktérium mérgezés okozta

Öt évvel ezelőtt egy japán műanyag-újrahasznosító központ körül a talajban és iszapban ásó tudósok felfedeztek egy baktériumot, amely a népszerű PET csomagolóanyaggal, mint energiaforrással táplálkozott, két, szándékosan kifejlesztett enzim segítségével.

Az akkori lenyűgöző felfedezésről egy új tanulmány kimutatta, hogy ez egy sokkal szélesebb tendencia része, amelyben az ilyen műanyag-lebontó enzimek száma és sokfélesége növekszik a műanyagszennyezés hatására világszerte. (1)

A 2016-os japán felfedezés óta néhány további érdekes előrelépést is láthattunk ezen a téren. A kezdeti remény az volt, hogy feltárva azokat az enzimeket, amelyek lehetővé tették a baktériumok számára, hogy a PET-műanyagot gyorsan környezetbarát építőelemekké redukálják, még hatékonyabb változatok készülhetnek a laboratóriumban, hogy új fegyvereket állíthassanak elő a műanyagszennyezés elleni küzdelemben.

2018-ban az Egyesült Államokban tudósok egy csoportja erre a kutatásra épített, hogy olyan mesterséges enzimet állítsanak elő, amely körülbelül 20 százalékkal nagyobb hatékonysággal képes elfogyasztani a műanyagokat. Ugyanez a csapat 2020-ban kifejlesztett egy még fejlettebb verziót, amelyet szuperenzimnek neveztek, amely hatszoros sebességgel képes megemészteni a műanyaghulladékot.

Hasonló képességű enzimek sorát tárták fel, és a svéd Chalmers Műszaki Egyetem csapatának új kutatása szerint a jelenség egyre szélesebb körben kezd elterjedni. A kutatók több száz óceáni és szárazföldi helyszínről származó környezeti DNS-mintákat elemeztek, és számítógépes modellezéssel szűrték őket a műanyagok lebontására alkalmas mikrobiális enzimek szerint.

Ennek során összesen 30000 enzimet tártak fel, amelyek 10 fajta közönséges műanyag lebontására képesek, majd a tudósok ezt kereszthivatkozással vetették össze a műanyagszennyezés különböző országokban és óceánokban tapasztalható koncentrációjára vonatkozó hivatalos adatokkal. Kiderült, hogy a legtöbb enzimet tartalmazó helyek a legszennyezettebb területek, például a Földközi-tenger és a Csendes-óceán déli része.

"Modelljeink segítségével számos bizonyítékot találtunk, amelyek alátámasztják azt a tényt, hogy a globális mikrobiom műanyaglebontó képessége erősen korrelál a környezeti műanyagszennyezés méréseivel - ez egy jelentős bizonyíték arra vonatkozóan, hogy a környezet hogyan reagál a rá nehezedő terhelésekre," - mondja Alekszej Zelezniak, a tanulmány szerzője. (2)

Úgy találták, hogy az enzimek széles körben elterjedtek az óceánokban és a szárazföldi területeken, de néhány érdekes meglátással. A csapat a műanyagbontó enzimek magasabb koncentrációját találta az óceán mélyebb szintjein, ami összefüggést jelez a mikroműanyagok nagyobb koncentrációjával, amelyek ezekben a mélységekben láthatók. Hasonlóképpen, a szárazföldi mintákról kiderült, hogy sokkal több ftalát alapú műanyag adalék vegyületet tartalmaztak, valamint olyan enzimeket, amelyekről ismert, hogy képesek ezek lebontására, ami a kettő közötti összefüggésre utal.

"Jelenleg nagyon keveset tudunk ezekről a műanyag-lebontó enzimekről, és nem számítottunk arra, hogy ilyen sok különböző mikrobában és környezeti élőhelyen találkozunk velük. Ez egy meglepő felfedezés, amely igazán jól illusztrálja a probléma nagyságát," - magyarázza Jan Zrimec, a tanulmány első szerzője.

A műanyag tömegtermelése az évi kétmillió tonnáról az elmúlt hét évtizedben elképesztő mértékben 380 millió tonnára nőtt, és évente körülbelül nyolcmillió tonna kerül az óceánba. Noha ez jókora ablakot adott a mikrobáknak ahhoz, hogy evolúciós reakciókat fejlesszenek ki a környezetükben lévő hulladékra, sok rendkívül hatékony enzimre lenne szükség ahhoz, hogy felfalják a problémát. De az ehhez hasonló jelentős eredményekkel a tudósok eszköztára tovább bővül.

"A következő lépés a legígéretesebb enzimjelöltek laboratóriumi tesztelése lenne, hogy alaposan megvizsgálják tulajdonságaikat és az általuk elérhető képlékeny lebomlás sebességét," - mondja Zelezniak. "Onnantól kezdve mikrobiális közösségek hozhatók létre, amelyeknek célzott lebontó funkciói vannak bizonyos polimer típus esetében." (3)

(1) - https://journals.asm.org/doi/10
(2) - https://www.chalmers.se/en/de
(3) - https://newatlas.com/environm