Zanieczyszczenie środowiska plastikami to jeden z największych problemów współczesnego świata. Tworzywa sztuczne zostały wymyślone jako trwałe. I są – nawet gdy wyrzucimy je na wysypisko lub trafią przypadkiem na łono natury.

Od dłuższego czasu naukowcy badają, czy nie można by zmusić bakterii do rozkładania plastiku. Wiele prób wydaje się obiecujących. Tym razem badacze z Nara Institute of Science and Technology opisują, że udało im się odkryć szczep bakterii, który nie tylko rozkłada tworzywa sztuczne. Potrafi także produkować z nich inne, bardziej przyjazne dla środowiska tworzywo.

Z poli(tereftalanu etylenu), popularnie zwanego PET, powstaje większość butelek do napojów oraz niektóre tkaniny, w tym polar. W środowisku naturalnym PET trudno ulega biodegradacji (szacuje się, że rozkład zająłby kilkaset lat). Inne tworzywa rozkładają się nieco szybciej (polistyren na przykład w ciągu kilku dekad). PET jest więc jednym z najbardziej problematycznych tworzyw.

Są bakterie, dla których plastiki są łakomym kąskiem

Okazuje się jednak, że są bakterie, dla których PET jest łakomym kąskiem. Badacze odkryli właśnie, że Ideonella sakaiensis potrafią przetworzyć PET na polihydroksymaślan (zwany też PHB od angielskiej nazwy: polyhydroxybutyrate). To również polimer, ale ulegający biodegradacji. Powoli rozkłada się na wodę i dwutlenek węgla pod wpływem bakterii obecnych w glebie i ściekach, zwłaszcza w warunkach beztlenowych. Z PHB wytwarza się na przykład opakowania na szampony i kosmetyki oraz chirurgiczne nici.

To bardzo obiecujące odkrycie, bo pozwala rozwiązać dwa problemy naraz: rozkładania problematycznego plastiku oraz produkcji biodegradowalnych tworzyw. Do tej pory PHB powstawał z pomocą innych bakterii (Cupriavidus necator, Methylobacterium rhodesianum lub Bacillus megaterium), które wytwarzały to tworzywo ze skrobi lub glukozy.

Nowo odkryty szczep bakterii będzie mógł produkować PHB z kłopotliwych do tej pory plastików. To pierwszy raz, gdy wykazano, że bakterie mogą przetwarzać jedno tworzywo sztuczne bezpośrednio na inne.

Bakterie rozkładające PET odkryto już pięć lat temu

Bakterię Ideonella sakaiensis odkryto w 2016 roku na wysypisku śmieci przy zakładzie przetwarzającym właśnie butelki PET. Na butelkach znaleziono wtedy biofilm – warstwę mikroorganizmów – które, jak się wydawało, mogą rozkładać to tworzywo. Dalsze badania stwierdziły, że kluczowa jest obecność właśnie tego gatunku bakterii.

Japońscy badacze odkryli teraz, że jeden ze szczepów tych bakterii (Ideonella sakaiensis 201-F6) ma zestaw genów zbliżony do innej bakterii, która produkuje PHB (Cupriavidus necator). Stworzenie bakteriom odpowiednich warunków sprawiło, że zaczęły przetwarzać PET bezpośrednio na PHB.

Szacuje się, że w 2021 roku produkcja butelek z PET osiągnie ponad 580 miliardów sztuk. To jednak tylko jedna trzecia produkcji tego tworzywa na świecie. Większość wykorzystywana jest do produkcji różnych włókien poliestrowych i tkanin. „Poliester” to w większości także po prostu PET.

Źródło: Scientific Reports