Ekologickým nadšencom svitla nová nádej na očistenie našej planéty. Kým sa rôzni výskumníci a startupy predháňajú v riešeniach, ako vytiahnuť plastový odpad oceánov a riek, vedci doslova nechtiac vytvorili enzým, ktorý ho rozkladá.
Schopnosť enzymaticky rozkladať plast bola doteraz pozorovaná len u niektorých druhov húb. Vďaka objavu baktérie Ideonella sakaiensis, o ktorom sme už dávnejšie písali sme viacerí ostali dúfať, že sa vedcom nakoniec podarí nájsť prirodzený a zároveň efektívny spôsob odstránenia toho obrovského množstva plastového odpadu, ktoré je všade okolo nás.
Baktériu objavili japonskí vedci neďaleko závodu na recykláciu PET fliaš a výsledky svojho výskumu publikovali v časopise Science v roku 2016. Ideonella sakaiensis rozkladá plast pomocou dvoch enzýmov na hydrolyzovanie polyetyléntereftalátu a primárneho reakčného medziproduktu, čím získava základné stavebné bloky pre jej rast. V podstate využíva PET ako hlavný zdroj energie a uhlíka.
"E" a "F" zobrazujú bunky I. sakaiensis pestované na PET filme počas 60 hodín, "G" zobrazuje degradovaný povrch PET filmu so vzorkou neporušenej fólie a "H" znázorňuje časovú líniu degradácie PET filmu. | FOTO: Daily Mail
Medzinárodná spolupráca vedeckých tímov z USA a Veľkej Británie, ktoré skúmali enzýmy produkované touto baktériou však priniesla neočakávaný úspech. Profesor John McGeehan z University of Portsmouth a Dr. Gregg Beckham z Národného laboratória pre obnoviteľnú energiu (NREL) ministerstva energetiky Spojených štátov popísali výsledky svojho výskumu v zborníku Národnej akadémie vied (PNAS).
Vedci skúmali kryštálovú štruktúru tohto enzýmu pomenovaného PETáza. Počas tejto štúdie neúmyselne vytvorili enzým, ktorý je dokonca lepší pri degradácii plastu než ten, ktorý sa vyvinul v prírode. Výskumníci teraz pracujú na vylepšení enzýmu, aby sa mohol priemyselne používať na likvidáciu plastu.
Profesor John McGeehan a RTG kryštalograf na Univerzite v Portsmouthe. | FOTO: Telesur
Profesor McGeehan, riaditeľ Ústavu biologických a biomedicínskych vied v Škole biologických vied v Portsmouthe povedal: "Málokto mohol predpovedať, že keď sa plasty stali populárnymi v šesťdesiatych rokoch minulého storočia, v oceánoch budú za pár desaťročí plávať obrovské plastové ostrovy a množstvo tohto odpadu bude vyplavené na plážach po celom svete."
"Všetci môžeme hrať významnú úlohu pri riešení problému s umelými hmotami, ale vedecká komunita, ktorá nakoniec vytvorila tieto" zázračné materiály " musí teraz využiť všetku technológiu, ktorú má k dispozícii, aby vyvinula skutočné riešenia."
PET, plast patentovaný v štyridsiatych rokoch minulého storočia nebol príliš dlho v prírode, preto sa tím rozhodol zistiť, ako sa vyvinul enzým a či by to bolo možné vylepšiť. Cieľom bolo určiť jeho štruktúru, ale vedci skočili o krok ďalej a náhodou vytvorili enzým, ktorý ešte lepšie trávi PET plasty.
"Zhoda okolností hrá často významnú úlohu vo fundamentálnom vedeckom výskume a náš objav nie je žiadnou výnimkou," povedal profesor McGeehan. "Tento neočakávaný objav naznačuje, že existuje priestor na ďalšie zlepšenie týchto enzýmov, čo nás približuje k recyklačnému riešeniu pre stále rastúcu horu plastového odpadu."
Výskumný tím teraz môže aplikovať nástroje inžinierstva a vývoja bielkovín, aby ich ďalej zlepšoval. Video, ktoré vám priblíži ich prácu si môžete pozrieť tu.
Univerzita v Portsmouthe a NREL spolupracovali s vedcami z Diamond Light Source (v preklade Diamantový svetelný zdroj) v Spojenom kráľovstve. Zariadenie je synchrotrón, ktorý používa intenzívne lúče röntgenového žiarenia 10 miliárd krát jasnejšie než slnko, fungujúce ako mikroskopy dostatočne silné na to, aby mohli vidieť jednotlivé atómy.
Použitím ich najnovšieho laboratória Beamline I23 bolo vytvorený 3D model PETázy s ultra-vysokým rozlíšením v nádherných detailoch.
Letecký pohľad na zariadenie Diamond Light Source v Harwelli, Oxfordshire. | FOTO: DND
Profesor McGeehan povedal: "Diamond Light Source nedávno vytvorili jeden z najpokročilejších röntgenových lúčov na svete a prístup k tomuto zariadeniu nám umožnil vidieť 3D atómovú štruktúru PETázy neuveriteľne podrobne. Pohľad na vnútorné fungovanie tohto biologického katalyzátora nám poskytol plány na vytvorenie rýchlejších a účinnejších enzýmov."
Celý obsah článku je prístupný pre predplatiteľov.
Predplatné obsahuje:
- Prístup ku všetkým článkom v denníku Odpady-portal.sk (ISSN 1338-1326)
- Prístup ku všetkým článkom v denníku Energie-portal.sk (ISSN 1338-5933)
- Prístup ku všetkým článkom v denníku Voda-portal.sk (ISSN 2585-7924)
chcem sa prihlásiť
chcem získať predplatné
© PROPERTY & ENVIRONMENT s. r. o. Autorské práva sú vyhradené a vykonáva ich vydavateľ.