Atrasti mikrobai, galintys skaidyti plastiką ir žemoje temperatūroje

Jau rasta daug tai galinčių daryti mikroorganizmų, tačiau jie paprastai gali veikti tik esant aukštesnei nei 30C temperatūrai. Tai reiškia, kad jų naudojimas pramonėje yra pernelyg brangus dėl šildymo. Tai taip pat reiškia, kad jų naudojimas nėra neutralus anglies dioksido atžvilgiu.

Šveicarijos federalinio moklinių instituto (WSL) mokslininkai rado mikrobų, kurie gali skaidyti plastiką 15 Celsujaus laipsnių temperatūroje, o tai gali tapti proveržiu mikrobinio perdirbimo srityje. Jų išvados paskelbtos žurnale „Frontiers in Microbiology“.

Mokslininkas Joelis Ruthi ir jo kolegos paėmė 19 bakterijų ir 15 grybų atmainų – augančių ant plastiko Grenlandijoje, Svalbarde ir Šveicarijoje – mėginius ir juos ištyrė. Rezultatai parodė, kad bakterijų atmianos priskiriamos 13 genčių, priklausančių actinobacteria ir proteobacteria, o grybų – 10 genčių, priklausančių ascomycota ir mucoromycota.

Tada mokslininkai leido mikrobams augti kaip atskirų atmainų kultūroms laboratorijoje tamsoje, 15 C° temperatūroje – ir patikrino, ar jie gali skaidyti įvairių rūšių plastiką.

Tirti buvo nebiologiškai suyrantis polietilenas (angl. non-biodegradable polyethylene, PE) ir biologiškai suyrantis poliesteris-poliuretanas (angl. biodegradable polyester-polyurethane, PUR), taip pat du komerciškai prieinami biologiškai suyrantys mišiniai – polibutileno adipato tereftalatas (angl. polybutylene adipate terephthalate, PBAT) ir polilaktidas (angl. polylactic acid, PLA).

Nė viena iš padermių atmainų suvirškinti PE net po 126 dienų inkubacijos su šiuo plastiku. Tačiau 19 (11 grybų ir 8 bakterijų) atmainų galėjo skaidyti PUR, o 14 grybų ir 3 bakterijų atmainų galėjo skaidyti PBAT ir PLA plastiko mišinius, 15 C° temperatūroje.

J.Ruthi sako, kad mokslininkai taip įrodė, jog „nauji mikrobų taksonai, gauti iš Alpių ir Arkties dirvožemių „plastisferos“, galėjo skaidyti biologiškai skaidžius plastikus 15 C° temperatūroje. Šie organizmai galėtų padėti sumažinti fermentinio plastiko perdirbimo proceso išlaidas ir naštą aplinkai“.

Jis tap pat teigia, kad stebina tai, jog didelė dalis tirtų atmainų galėjo skaidyti bent vieną iš tirtų plastikų. Mokslininkai taip pat ištyrė geriausiai pasirodžiusius mikrobus – ir nustatė, kad tai buvo dvi dar nenustatytos grybų rūšys, priklausančios neodevriesia ir lachnellula gentims, kurios galėjo skaidyti visus išbandytus plastikus, išskyrus PE.

Nors plastikai plačiai naudojami tik nuo XX a. šeštojo dešimtmečio, mikrobai gali skaidyti polimerus, nes jie panašūs į kai kurias struktūras, randamas augalų ląstelėse.

Viena iš tyrimo autorių, mokslininkė Beat Frey paaiškino: „Nustatyta, kad mikrobai gamina daugybę polimerus skaidančių fermentų, dalyvaujančių skaidant augalų ląstelių sieneles. Ypač dažnai pranešama, kad augalų patogeniniai grybeliai biologiškai ardo poliesterius, nes jie geba gaminti kutinazes, kurios dėl savo panašumo į augalų polimerą kutiną yra nukreiptos į plastiko polimerus.“

Mokslininkai mikrobus išbandė tik vienoje temperatūroje, todėl dar nenustatė geriausios temperatūros. Nepaisant to, jie teigia, kad mikrobau gerai funkcionuoja nuo 4 C° iki 20 C° temperatūroje.

„Kitas didelis iššūkis bus nustatyti mikrobų atmainų gaminamus, plastiką skaidančius fermentus ir optimizuoti procesą, kad būtų gaunami dideli baltymų kiekiai. Be to, gali prireikti toliau modifikuoti fermentus, kad būtų optimizuotos tokios savybės, kaip baltymų stabilumas“, – teigia B.Frey.

Parengta pagal „The Guardian“.