Проблему пластикового мусора можно было бы быстро решить, если бы его кто-нибудь ел. Его и едят: мы писали про пластикопоедающих молей, червей и бактерий. Однако проблема в том, что, во-первых, пластика есть разные виды, а во-вторых, тот, кто его ест, должен делать это максимально эффективно и не требуя каких-то специальных условий.
Что до разновидностей пластика, то самый знаменитый здесь, наверно, полиэтилентерефталат (ПЭТ или ПЭТФ) – из пластмасс на основе ПЭТ делают массу всего, от бутылок и канистр до волокон для одежды. Есть бактерии, которые справляются с ПЭТ, причём некоторых из них обнаружили в коровьем желудке. Ещё одну бактерию под названием Ideonella sakaiensis нашли в почвах и водоёмах у одного из пунктов переработки пластика в Японии. Когда стали испытывать её пластикоразлагающие свойства, то оказалось, что на разрушение полиэтилентерефталатной плёнки ей хватает шести недель при 30°С. Ключевую роль у неё играют два фермента, про которые неясно, как они вообще могли появиться у микробов; вероятно, имел место какой-то стремительный эволюционный скачок.
При этом мы знаем, что очень много пластика плавает по морям и океанам. Далеко не всякая бактерия способна жить в морской воде. Вылавливать пластик из морей и отжимать из него морскую воду стоит дополнительных усилий и денег. Научить неморскую бактерию морской жизни сложно. Но зато можно научить истинно морскую бактерию разлагать пластик. Именно так поступили сотрудники Университета штата Северная Каролина: они взяли морскую бактерию Vibrio natriegens и пересадили ей гены ПЭТ-разрушающих ферментов от I. sakaiensis. Эти ферменты дополнительно соединили с другим белком, который заякоривает их в наружной мембране бактериальной клетки. ПЭТ-разрушаюшие белки сидят на поверхности бактерии и крошат полимер на отдельные химические «кирпичи».
В стате в AlChE Journal говорится, что модифицированные V. natriegens разлагали пластик в морской воде и при 30°С. Правда, очень медленно: на то, чтобы избавить от пластика раствор с концентрацией ПЭТ-частиц 1 грамм на литр, ушло бы около 24 лет. С одной стороны, это всё равно быстрее, чем если бы пластик разрушался сам по себе, с другой – было бы хорошо, если бы бактерии работали быстрее. Может, дело в том, что продукт расщепления ПЭТ бактерия не ест, эти мономеры просто уплывают в воду, а если бы она их ела, то есть использовала как источник углерода, дело бы шло повеселее. Так или иначе, исследователям в принципе удалось доказать, что пластик можно биологическим способом расщеплять прямо в море, там, где он плавает.
20 сентября 2023
Автор: Кирилл Стасевич
Статьи по теме: