Naukowcy odkryli dwa enzymy w ślinie woskowin, które w temperaturze pokojowej w naturalny sposób rozkładają zwykły plastik w ciągu kilku godzin.
Polietylen jest jednym z najczęściej stosowanych tworzyw sztucznych na świecie, używanym do wszystkiego, od pojemników na żywność po torby na zakupy.Niestety, jego wytrzymałość sprawia, że jest to również trwała substancja zanieczyszczająca – polimer musi być przetwarzany w wysokich temperaturach, aby zainicjować proces degradacji.
Ślina woskowca zawiera jedyny znany enzym działający na nieprzetworzony polietylen, dzięki czemu te naturalnie występujące białka są potencjalnie bardzo przydatne do recyklingu.
Biolog molekularny i pszczelarz-amator Federica Bertocchini kilka lat temu przypadkowo odkryła zdolność robaków woskowych do degradacji plastiku.
„Pod koniec sezonu pszczelarze zazwyczaj odkładają kilka pustych uli, aby wiosną wrócić na pole” – powiedział niedawno AFP Bertocchini.
Wyczyściła ul i umieściła wszystkie robaki woskowe w plastikowych torebkach.Wracając po chwili stwierdziła, że torba jest „nieszczelna”.
Jemiołucha (Galleria mellonella) to larwa, która z czasem zamienia się w krótkotrwałą ćmę woskową.W stadium larwalnym robaki osiedlają się w ulu, żywiąc się woskiem pszczelim i pyłkiem.
Po tym szczęśliwym odkryciu Bertocchini i jej zespół z Centrum Badań Biologicznych Margherita Salas w Madrycie przystąpili do analizy śliny woskowiny i opublikowali swoje wyniki w Nature Communications.
Naukowcy zastosowali dwie metody: chromatografię żelową, która rozdziela cząsteczki na podstawie ich wielkości, oraz chromatografię gazową ze spektrometrią mas, która identyfikuje fragmenty molekularne na podstawie ich stosunku masy do ładunku.
Potwierdzili, że ślina faktycznie rozkłada długie łańcuchy węglowodorowe polietylenu na mniejsze, utlenione łańcuchy.
Następnie wykorzystali analizę proteomiczną, aby zidentyfikować „garść enzymów” w ślinie, z których wykazano, że dwa utleniają polietylen – piszą naukowcy.
Naukowcy nazwali enzymy „Demeter” i „Ceres” odpowiednio na cześć starożytnych greckich i rzymskich bogiń rolnictwa.
„Według naszej wiedzy te poliwinylazy są pierwszymi enzymami zdolnymi do przeprowadzenia takich modyfikacji folii polietylenowych w temperaturze pokojowej w krótkim czasie” – piszą naukowcy.
Dodali, że ponieważ te dwa enzymy pokonują „pierwszy i najtrudniejszy etap procesu degradacji”, proces ten może stanowić „alternatywny paradygmat” gospodarki odpadami.
Bertocchini powiedział AFP, że choć dochodzenie jest na wczesnym etapie, enzymy mogły zostać zmieszane z wodą i wylane na plastik w zakładach zajmujących się recyklingiem.Można je stosować w odległych obszarach bez zsypów na śmieci, a nawet w indywidualnych gospodarstwach domowych.
Z badania przeprowadzonego w 2021 r. wynika, że drobnoustroje i bakterie w oceanach i glebie ewoluują, aby żerować na plastiku.
W 2016 roku badacze zgłosili, że na wysypisku śmieci w Japonii znaleziono bakterię rozkładającą politereftalan etylenu (znany również jako PET lub poliester).To później zainspirowało naukowców do stworzenia enzymu, który mógłby szybko rozbić plastikowe butelki po napojach.
Na świecie powstaje rocznie około 400 milionów ton odpadów tworzyw sztucznych, z czego około 30% stanowi polietylen.Do tej pory jedynie 10% z 7 miliardów ton odpadów wytworzonych na świecie zostało poddanych recyklingowi, pozostawiając na świecie mnóstwo odpadów.
Ograniczanie ilości materiałów i ich ponowne wykorzystanie bez wątpienia zmniejszy wpływ odpadów z tworzyw sztucznych na środowisko, ale posiadanie zestawu narzędzi do czyszczenia bałaganu może pomóc nam rozwiązać problem odpadów z tworzyw sztucznych.
Czas publikacji: 07 sierpnia 2023 r
