Загрязнение окружающей среды «пластиком» – серьезная экологическая проблема. Для ее решения ученые пытаются не первый год использовать методы самой природы, а именно бактериальные штаммы. Оказалось, что разрушать полимерные материалы способно намного большее число видов бактерий, чем считалось, но для этого им нужно создавать особые условия
В современном мире производится и используется в самых разных областях огромное количество пластмасс, по большей части синтетических полимеров типа хорошо знакомого всем полиэтилентерефталата (ПЭТ). Из ПЭТ делают бутылки, упаковочный материал, это одна из самых распространенных пластмасс, производимых миллионами тонн в год. Утилизация отходов ПЭТ в большинстве стран в основном сводится к сжиганию и захоронению на свалках, что оказывает пагубное воздействие на окружающую среду. При этом усилия, направленные на вторичную переработку этого материала, не слишком эффективны: к примеру, в Европе и США утилизировать удается всего около 30% от общего объема.
Почвенные и водные микроорганизмы реагируют на наличие пластика в окружающей среде и способны к этому адаптироваться, что можно использовать в борьбе с загрязнением. Известно, что некоторые бактерии умеют расщеплять пластмассы на мелкие частицы, которые легче переработать. И похоже, что некоторые типы пластмасс могут разрушаться под действием гораздо большего числа бактерий, чем предполагалось.
Актинобактерии, или актиномицеты, играют важную роль в разложении органических веществ. Известно, что двадцать ферментов актинобактерий рода Thermobifida обладают деполимеризующей активностью в отношении ПЭТ или входящего в его состав олигомера бис(2-гидроксиэтил) терефталата (BHET).
Еще одни бактерии из этой группы – нитевидные стрептомицеты (род Streptomyces), обитающие в почве, – приобрели известность благодаря своей способности продуцировать антибиотики, но у них также есть ферменты для разложения сложных природных полимеров. Однако данных о возможностях стрептомицетов разлагать ПЭТ до сих пор было немного.
Недавно ученые из Лейденского университета (Нидерланды) подробно изучили эту способность стрептомицетов, используя большую коллекцию штаммов этих бактерий, собранную для поиска новых антибиотиков. И оказалось, что почти каждый пятый штамм способен эффективно разрушать олигомер BHET с помощью разных форм фермента LipA, о функциях которого было мало известно. Эти выводы подтвердили экспериментально, удаляя из бактерий LipA либо искусственно повышая интенсивность работы этого фермента.
Стрептомицеты не будут «питаться» пластиком, если вокруг полно другой пищи, им нужно создать для этого определенные условия. Однако голод не тетка, и бактерии будут прилагать усилия по извлечению энергии из ПЭТ, когда у них не будет выбора.
Публикации по теме: