Glavni Reference Bakterije, ki jedo plastiko: genetski inženiring in vpliv na okolje

Bakterije, ki jedo plastiko: genetski inženiring in vpliv na okolje

Ilustracija bakterij, ki jedo plastiko

Umetniška ilustracija bakterij, ki jedo plastiko. (Zasluge za sliko: Getty Images)

Skočiti:

Bakterije, ki se prehranjujejo s plastiko, bi lahko nekega dne pomagale pri reševanju nekaterih od 14 milijonov ton plastike, ki se vsako leto iztovorijo v naše oceane. Onesnaženje s plastiko resno vpliva na morske ekosisteme in lahko vpliva na zdravje ljudi. Na primer, ko plastika vstopi v ocean, lahko zaduši in zaplete živali, poroča Mednarodna zveza za varstvo narave (IUCN).

Mikroplastiko zaužijejo tudi številne morske vrste, ki jih plenijo druge vrste in jih lovimo za hrano. Po zaužitju lahko mikroplastika strupene onesnaževalce, ki so se zbrali na njeni površini, izluži v telo organizma, ki jo je zaužil, navaja IUCN.

Ti toksini se lahko kopičijo in prenašajo po prehranjevalni verigi iz morskega življenja v ljudi, kadar koli pojemo nekaj, kar je bilo vzeto iz morja. Na kopnem se večina plastike nabere na odlagališčih ali sežge v sežigalnicah, pri čemer se sproščajo strupeni hlapi. Samo 16 % vse proizvedene plastike se reciklira za izdelavo nove plastike BBC (odpre se v novem zavihku).

Leta 2016 pa so japonski znanstveniki prišli do izjemnega odkritja, ki bi lahko pomagalo rešiti svetovni problem plastike, poroča revija Znanost (odpre se v novem zavihku). Znanstveniki so zbrali plastične steklenice zunaj reciklažnega obrata in odkrili, da si skozi njih 'prežira' pot vrsta bakterij. Običajno bakterije porabijo svoj čas za absorpcijo mrtve organske snovi, vendar je Ideonella sakaiensis razvila okus za določeno vrsto plastike, imenovano polietilen tereftalat (PET).

Ilustracija PETase

3D ilustracija PETase, ki razgrajuje verige plastičnih molekul.(Zasluge za sliko: Getty Images)

Po analizi bakterije znanstveniki ugotovili, da proizvaja dve prebavniencimiki se imenuje hidrolizirajoča PET ali PETaza. Ko ti encimi medsebojno delujejo s plastiko PET, razgradijo dolge molekularne verige v krajše verige (monomere), imenovane tereftalna kislina in etilen glikol. Ti monomeri se nato nadalje razgradijo, da se sprosti energija za rastbakterije.

Po odkritju bakterij, ki se prehranjujejo s plastiko, so eksperimentirali številni genetski znanstveniki Ideonella sakaiensis izboljšati njegovo učinkovitost. Eden takih raziskovalnih podvigov je bil gensko inženirstvo bakterij, ki so bolj učinkovite pri proizvodnji encimov, kot je E.coli, in njihovo spreminjanje v tovarne PETase.

Čeprav odkritje daje upanje v boju proti vgradnji plastike, znanstveniki opozarjajo, da smo še leta oddaljeni od široke komercialne uporabe. Podobno PETase razgradi samo plastiko PET, obstaja še šest drugih vrst plastike, ki jih še vedno ne moremo razgraditi z encimi.

Super PETase

Raziskovalci na Univerza v Portsmouthu (odpre se v novem zavihku)so preoblikovali PETase, da bi ustvarili encimski 'koktajl', za katerega pravijo, da lahko prebavi plastiko do šestkrat hitreje kot običajno. Znanstveniki združijo PETase z drugim encimom, ki jedo plastiko, imenovanim MHETase, da tvorijo en super encim, piše v reviji. Zbornik Nacionalne akademije znanosti Združenih držav Amerike (PNAS) (odpre se v novem zavihku).

Kombinirani encim PETase-MHETase je bil ustvarjen s sinhrotronom, vrsto pospeševalnika delcev, ki uporablja rentgenske žarke, ki so 10 milijard-krat svetlejši od sonca, poroča Univerza v Portsmouthu. Raziskovalcem je omogočilo, da vidijo posamezne atome vsakega encima in narišejo njihove molekularne načrte.

Znanstveniki so jih nato zašili DNK skupaj tvorita super encim. Ta encim lahko razgradi tudi polietilen furanoat (PEF), bioplastiko na osnovi sladkorja.

Ilustracija MHETaze in PETaze

Znanstvena ilustracija 'super encima', ustvarjenega s spajanjem encimov MHETase in PETase bakterij, ki jedo plastiko.(Zasluge za sliko: Rosie Graham)

Spreminjanje plastike v vanilijo

Raziskovalci na Univerza v Edinburghu (odpre se v novem zavihku)uporabljaliE. colibakterije za pretvorbo plastike v vanilin, glavno sestavino ekstrakta stroka vanilije. Glede na to, da je svetovno povpraševanje po vanilinu leta 2018 preseglo 40.000 ton (37.000 metričnih ton) in da je 85 % narejenega iz kemikalij, pridobljenih iz fosilnih goriv, ​​bi lahko bila uporaba plastike okolju prijazna alternativa, kot je že poročala Live Science .

Potem ko so PET plastiko razgradili v njene osnovne monomere, so raziskovalci naredili korak naprej in enega od teh monomerov, tereftalno kislino, z nizom kemičnih reakcij pretvorili v vanilin. Nastali vanilin naj bi bil primeren za prehrano ljudi, čeprav so potrebne nadaljnje raziskave.

Dodatni viri

Za več informacij o problemu plastike na Zemlji si oglejte spletne strani o onesnaževanju s plastiko Greenpeace (odpre se v novem zavihku)in WWF (odpre se v novem zavihku). Če želite več informacij o tem, kako lahko zmanjšate uporabo plastike, si oglejte ' Kako se odpovedati plastiki: vodnik za spreminjanje sveta, ena plastenka naenkrat (odpre se v novem zavihku)' avtorja Will McCallum in ' Kako brezplačno rešiti svet (odpre se v novem zavihku)' avtorja Natalie Fee.

Bibliografija

Zanimivi Članki