250
Міжнародна група дослідників виявила тисячі ферментів на сміттєзвалищах, які здатні розщеплювати пластикові відходи, відкриваючи новий шлях до ефективної біологічної переробки пластику та зменшення глобального забруднення.
Пошук природних руйнівників пластику
За прогнозами вчених, до 2050 року обсяг пластикових відходів у навколишньому середовищі сягне приголомшливої цифри – 11 мільярдів метричних тонн. Сміттєзвалища, де пластик накопичується десятиліттями, стали своєрідними лабораторіями природної еволюції бактерій, здатних живитися цим, здавалося б, непорушним матеріалом.
Науковці під керівництвом Ліяна Сонга провели масштабне дослідження, збираючи зразки з різноманітних сміттєзвалищ шести країн: Китаю, Італії, Канади, Великобританії, Ямайки та Індії. Матеріалом для досліджень стали не лише сміттєві відкладення, але й фільтрат, мул та навіть частинки, що переносяться повітрям.
Для ідентифікації потенційно корисних ферментів дослідники поєднали передові методи метагеноміки з інноваційними алгоритмами машинного навчання. Особливу роль у цьому процесі відіграла модель CLEAN (“контрастна анотація ферментів з можливістю навчання”).
Виявлення та характеристика ферментів
Результати дослідження вражають своїм масштабом. Команда науковців виявила 31 989 ферментів, що потенційно здатні розщеплювати різні види пластику. Для 712 найперспективніших білків було проведено детальніший аналіз.
Використовуючи методи моделювання третинної структури білків, суперпозиції та реконструкції метагеномів, дослідники визначили каталітичну активність цих ферментів та ідентифікували мікроорганізми, що їх виробляють. Ці бактерії еволюціонували в умовах, де пластик став багатим джерелом поживних речовин.
Автори дослідження зазначають, що потрібна подальша експериментальна робота для підтвердження передбачених функцій виявлених ферментів. Проте вже зараз зрозуміло, що ці природні каталізатори мають значний потенціал для практичного застосування.
Перспективи біологічної переробки пластику
Ферментативна та мікробна деградація пластику є одним із найперспективніших напрямків вирішення глобальної проблеми пластикових відходів. На відміну від традиційних методів переробки, які часто енергоємні та неефективні для змішаних пластиків, біологічні підходи можуть забезпечити більш екологічне рішення.
Дослідники висловлюють обережний оптимізм: “Пластик не може бути вічним, і бактерії зі сміттєзвалищ можуть допомогти скоротити термін життя пластикового забруднення”. Це дослідження, опубліковане в журналі PNAS Nexus, підтверджує, що природа вже розробляє власні механізми боротьби з людським забрудненням.
Універсальні можливості виявлених ферментів потенційно можуть бути використані для створення промислових біотехнологічних процесів, здатних перетворювати пластикові відходи на корисні хімічні сполуки або повністю розщеплювати їх до безпечних компонентів.
Вчені виявили ферменти, що розщеплюють пластик на сміттєзвалищах з’явилася спочатку на Цікавості.
