W Alpach i Arktyce żyją bakterie, które mogą trawić plastik w niskich temperaturach

Odkrywanie, hodowanie i bioinżynieria organizmów, które potrafią trawić plastik, nie tylko pomaga w usuwaniu zanieczyszczeń, ale jest także sporym biznesem. Odkryto już kilka mikroorganizmów, które to potrafią, ale zazwyczaj działają one tylko w temperaturach powyżej 30°C. Wymagane ogrzewanie oznacza, że zastosowania przemysłowe pozostają do tej pory kosztowne i nie są neutralne pod względem klimatycznym. Istnieje jednak możliwe rozwiązanie tego problemu: znalezienie specjalistycznych drobnoustrojów przystosowanych do zimna, których enzymy działają w niższych temperaturach.

I właśnie takie mikroby, które działają w niskich temperaturach i które mogą trawić tworzywa zostały odkryte przez naukowców w Alpach i Arktyce. Naukowcy ze Szwajcarskiego Instytutu Federalnego WSL odkryli drobnoustroje, które potrafią to robić w temperaturze 15°C, co może doprowadzić do przełomu w recyklingu. Wyniki ich badań zostały opublikowane w czasopiśmie Frontiers in Microbiology.Dr Joel Rüthi z WSL i współpracownicy pobrali próbki 19 szczepów bakterii i 15 grzybów rosnących na swobodnie leżącym lub celowo zakopanym plastiku trzymanym w ziemi przez rok na Grenlandii, Svalbardzie i Szwajcarii. Pozwolili też drobnoustrojom rosnąć jako kultury pojedynczego szczepu w laboratorium w ciemności w temperaturze 15 ° C i przetestowali je, aby sprawdzić, czy mogą trawić różne rodzaje plastiku.   

Wyniki wykazały, że szczepy bakterii należały do 13 rodzajów z gromady aktinobakterii i proteobakterii, a grzyby do 10 rodzajów z gromady ascomycota i mucoromycota.

Badane tworzywa sztuczne obejmowały niebiodegradowalny polietylen (PE) i biodegradowalny poliester-poliuretan (PUR) oraz dwie dostępne w handlu biodegradowalne mieszaniny poli(tereftalanu adypinianu butylenu) (PBAT) i kwasu polimlekowego (PLA).

Żaden ze szczepów nie był w stanie strawić PE, nawet po 126 dniach inkubacji. Ale 19 szczepów (56%), w tym 11 grzybów i osiem bakterii, było w stanie strawić PUR w temperaturze 15°C, podczas gdy 14 grzybów i trzy bakterie były w stanie strawić plastikowe mieszaniny PBAT i PLA.

„Tutaj pokazujemy, że nowe taksony drobnoustrojów uzyskane z„ plastysfery ”gleb alpejskich i arktycznych były w stanie rozkładać biodegradowalne tworzywa sztuczne w temperaturze 15 ° C. Organizmy te mogą pomóc w zmniejszeniu kosztów i obciążenia środowiska enzymatycznego procesu recyklingu tworzyw sztucznych” – powiedział Rüthi. Dodał, że zaskakujące jest to, że duża część badanych szczepów była w stanie degradować co najmniej jedno z testowanych tworzyw sztucznych.

Naukowcy odkryli dwa nieznane gatunki grzybów z rodzajów neodevriesia i lachnellula, które były w stanie strawić wszystkie badane tworzywa sztuczne z wyjątkiem PE.

Naukowcy przetestowali drobnoustroje tylko w jednej temperaturze, więc nie znaleźli jeszcze tej najbardziej optymalnej. Niemniej jednak mówią, że mogą działać dobrze między 4oC a 20oC.

Frey powiedział: „Kolejnym dużym wyzwaniem będzie identyfikacja enzymów degradujących tworzywa sztuczne wytwarzanych przez szczepy drobnoustrojów i optymalizacja procesu w celu uzyskania dużych ilości białek. Ponadto może być konieczna dalsza modyfikacja enzymów w celu optymalizacji właściwości, takich jak stabilność białek”.

Bibliografia