Ένα ατυχήμα στο εργαστήριο έδωσε ένα μεταλλαγμένο ένζυμο που τρώει πλαστικό
Ερευνητές κατά λάθος δημιούργησαν ένα ένζυμο που του αρέσει να τρώει πλαστικό, που είναι παντού, στα μπουκάλια νερού και στα αναψυκτικά και που χρειάζονται εκατοντάδες χρόνια για να αποδομηθούν.
- Πληροφορίες
- Βιοχημεία & Μοριακή Βιολογία
Όλα ξεκίνησαν όταν άρχισαν να ερευνούν την κρυσταλλική δομή του ενζύμου PETαση, που αν απαντάται στη φύση, είχε ανακαλυφθεί πρόσφατα ότι μπορεί να διασπά πλαστικά φτιαγμένα από τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο (polyethylene terephthalate, PET).
Όμως κατά τη διάρκεια του πειράματος προκάλεσαν μια μετάλλαξη στο ένζυμο, που του άλλαξε τη λειτουργικότητα και το έκανε ακόμη πιο αποδοτικό.
Η PETαση ανιχνεύθηκε για πρώτη φορά σε βακτήρια Ideonella sakaiensis, που ελήφθησαν από μια μονάδα ανακύκλωσης μπουκαλιών PET, στην Ιαπωνία. Τα βακτήρια χρησιμοποιούσαν το ένζυμο για να τρώνε το πλαστικό που έβρισκαν στο χώμα.
Στο παρελθόν, πριν την εποχή των πλαστικών, τα βακτήρια το χρησιμοποιούσαν μάλλον για να διασπούν το κέρινο περίβλημα στα φυτά. Γι' αυτό οι ερευνητές άρχισαν να το μελετούν για να δουν πώς από τα φυτά ξαφνικά άρχισαν να αποδομούν πλαστικά.
Το ένζυμο δε δουλεύει και πολύ γρήγορα, τουλάχιστον τόσο γρήγορα όσο θέλουμε εμείς για να διασπάσουμε όλο το πλαστικό που έχουμε εναποθέσει στον πλανήτη. Το μεταλλαγμένο ένζυμο δουλεύει λίγο ταχύτερα αλλά το σημαντικότερο πλεονέκτημά του είναι ότι μπορεί να καταναλώνει ένα άλλο είδος πλαστικού, το φουρανδικαρβοξυλικό πολυαιθυλένιο (polyethylene furandicarboxylate, PEF).
Τα πλαστικά είναι σύνθετα πολυμερή, αποτελούμενα από μακριές, επαναλαμβανόμενες αλυσίδες μορίων που δε διαλύονται στο νερό. Αυτή η δομή τα κάνει ανθεκτικά και γι' αυτό χρειάζονται πολύ χρόνο για να αποσυντεθούν. Μέχρι τώρα, υπολογίζεται ότι έχουμε παράγει 8,3 τρισεκατομμύρια τόνους πλαστικού, τα μισά από τα οποία τα παράγαμε από το 2004. Θα μπορούσαμε να δώσουμε μια λύση στο πρόβλημα της μόλυνσης που έχουμε δημιουργήσει επιστρατεύοντας βακτήρια και να ενισχύσουμε τις δυνατότητές τους με γενετική μηχανική, εισάγοντας και άλλους τύπους ενζύμων.
Ωστόσο, τα γενετικά τροποποιημένα βακτήρια που θα δουλεύουν στους χώρους ταφής και ανακύκλωσης πρέπει να ελέγχονται ώστε να μην εξαπλωθούν στο περιβάλλον.
--
Πηγές:
- Austin, H. P., Allen, M. D., Donohoe, B. S., Rorrer, N. A., Kearns, F. L., Silveira, R. L., ... & Mykhaylyk, V. (2018). Characterization and engineering of a plastic-degrading aromatic polyesterase. Proceedings of the National Academy of Sciences, 201718804.
- Yoshida, S., Hiraga, K., Takehana, T., Taniguchi, I., Yamaji, H., Maeda, Y., ... & Oda, K. (2016). A bacterium that degrades and assimilates poly (ethylene terephthalate). Science, 351(6278), 1196-1199.
- Geyer, R., Jambeck, J. R., & Law, K. L. (2017). Production, use, and fate of all plastics ever made. Science advances, 3(7), e1700782.
