Onderzoekers hebben in het speeksel van waswormen twee enzymen gevonden die bij kamertemperatuur op natuurlijke wijze binnen enkele uren gewoon plastic afbreken.
Polyethyleen is een van de meest gebruikte kunststoffen ter wereld en wordt in alles gebruikt, van voedselcontainers tot boodschappentassen.Helaas maakt zijn taaiheid het ook tot een hardnekkige vervuiler: het polymeer moet bij hoge temperaturen worden verwerkt om het afbraakproces op gang te brengen.
Waswormspeeksel bevat het enige enzym waarvan bekend is dat het inwerkt op onbewerkt polyethyleen, waardoor deze van nature voorkomende eiwitten potentieel zeer nuttig zijn voor recycling.
Moleculair bioloog en amateur-imker Federica Bertocchini ontdekte een paar jaar geleden per ongeluk het vermogen van waswormen om plastic af te breken.
“Aan het einde van het seizoen deponeren imkers meestal een paar lege bijenkorven om in de lente weer op het veld te staan”, vertelde Bertocchini onlangs aan AFP.
Ze maakte de kast schoon en deed alle waswormen in plastic zakken.Toen ze na een tijdje terugkwam, ontdekte ze dat de tas “lek” was.
Pestvogels (Galleria mellonella) zijn larven die na verloop van tijd veranderen in kortlevende wasmotten.In het larvale stadium nestelen de wormen zich in de kast en voeden zich met bijenwas en stuifmeel.
Na deze gelukkige ontdekking begonnen Bertocchini en haar team van het Centrum voor Biologisch Onderzoek Margherita Salas in Madrid met het analyseren van waswormspeeksel en publiceerden hun resultaten in Nature Communications.
De onderzoekers gebruikten twee methoden: gelpermeatiechromatografie, die moleculen scheidt op basis van hun grootte, en gaschromatografie-massaspectrometrie, die moleculaire fragmenten identificeert op basis van hun massa-tot-lading-verhouding.
Ze bevestigden dat speeksel de lange koolwaterstofketens van polyethyleen afbreekt in kleinere, geoxideerde ketens.
Vervolgens gebruikten ze proteomische analyse om een ‘handvol enzymen’ in speeksel te identificeren, waarvan is aangetoond dat ze polyethyleen oxideren, schrijven de onderzoekers.
De onderzoekers noemden de enzymen “Demeter” en “Ceres” naar respectievelijk de oude Griekse en Romeinse godinnen van de landbouw.
“Voor zover wij weten zijn deze polyvinylasen de eerste enzymen die in staat zijn om in korte tijd dergelijke modificaties aan polyethyleenfilms bij kamertemperatuur uit te voeren”, schrijven de onderzoekers.
Ze voegden eraan toe dat, omdat de twee enzymen “de eerste en moeilijkste stap in het afbraakproces” overwinnen, het proces een “alternatief paradigma” voor afvalbeheer zou kunnen vertegenwoordigen.
Bertocchini vertelde AFP dat hoewel het onderzoek zich nog in een vroeg stadium bevindt, de enzymen mogelijk met water zijn gemengd en op plastic zijn gegoten in recyclingfaciliteiten.Ze kunnen worden gebruikt in afgelegen gebieden zonder vuilstortkokers of zelfs in individuele huishoudens.
Volgens een onderzoek uit 2021 evolueren microben en bacteriën in de oceaan en de bodem om zich te voeden met plastic.
In 2016 meldden onderzoekers dat op een stortplaats in Japan een bacterie is aangetroffen die polyethyleentereftalaat (ook wel PET of polyester genoemd) afbreekt.Dit inspireerde wetenschappers later om een enzym te maken dat plastic drinkflessen snel kon afbreken.
Jaarlijks wordt in de wereld ongeveer 400 miljoen ton plastic afval gegenereerd, waarvan ongeveer 30% polyethyleen is.Slechts 10% van de 7 miljard ton afval die in de wereld wordt gegenereerd, is tot nu toe gerecycled, waardoor er veel afval overblijft in de wereld.
Het verminderen en hergebruiken van materialen zal ongetwijfeld de impact van plastic afval op het milieu verminderen, maar het hebben van een toolkit voor het opruimen van rommel kan ons helpen het probleem van plastic afval op te lossen.
Posttijd: 07-aug-2023
