V prírode sa vyvíjajú tisícky nových enzýmov, ktoré rozkladajú plasty

V najviac znečistených oblastiach sa nachádza viac enzýmov

Počet mikrobiálnych enzýmov, ktoré dokážu degradovať plasty, rastie v korelácii s lokálnym výskytom znečistenia plastmi. K tomuto záveru dospeli vedci z Chalmerskej technickej univerzity vo Švédsku na základe výskumu, v rámci ktorého porovnávali vzorky DNA odobraté zo životného prostredia z rôznych častí sveta.

Masová výroba plastov sa za posledných sedemdesiat rokov enormne zvýšila, oproti pôvodným približne dvom miliónom ton sa dnes ročne produkuje asi tristoosemdesiat miliónov ton plastov. Znečistenie plastmi je aj v dôsledku toho v súčasnosti už globálnym fenoménom.

Od počiatku výroby plastov uplynulo niekoľko desaťročí a za tento čas už stihla na prítomnosť nových zlúčenín v prostredí zareagovať aj mikrobiálna evolúcia. Vo viacerých štúdiách už boli opísané objavy rôznych enzýmov so schopnosťou rozkladať rozličné druhy plastov.

Švédski vedci v novej štúdii, ktorá bola publikovaná vo vedeckom časopise mBIO, analyzovali vzorky DNA zo stoviek miest po celom svete. Prostredníctvom počítačového modelovania hľadali mikrobiálne enzýmy s potenciálom degradovať plasty, ktoré sa potom porovnali s oficiálnymi číslami o znečistení plastovým odpadom v konkrétnych krajinách a častiach oceánu.

„Pomocou našich modelov sme našli viaceré dôkazy na podporu tézy, že potenciál globálneho mikrobiómu rozkladať plasty silne koreluje s meraniami znečistenia životného prostredia plastmi. Ide o významné odhalenie toho, ako životné prostredie reaguje na tlak, ktorý naň vyvíjame,“ hovorí Aleksej Zelezniak, ktorý na Chalmerskej univerzite pôsobí ako docent systémovej biológie.

Inak povedané, množstvo a rozmanitosť enzýmov rozkladajúcich plasty sa zvyšuje v priamej úmere k množstvu znečistenia plastmi, ktorému je vystavená konkrétna lokalita. Celkovo vedci našli viac ako tridsaťtisíc homológov enzýmov s potenciálom degradovať desať rôznych typov bežne používaných plastov.

Homológy sú súčasťou proteínových sekvencií, ktoré majú podobné vlastnosti. Vzorky, v ktorých bolo identifikovaných najviac homológov, pochádzali z niektorých oblastí, ktoré sú známe vysokou úrovňou znečistenia, napríklad oblasť Stredozemného mora a južného Tichého oceánu.

foto: Pexels

Črtá sa mikrobiálna recyklácia?

„V súčasnosti o týchto enzýmoch degradujúcich plasty vieme veľmi málo a neočakávali sme, že ich nájdeme také veľké množstvo v toľkých rôznych mikróboch a biotopoch. Ide o prekvapivý objav, ktorý poukazuje na rozsah problému,“ vysvetľuje hlavný autor štúdie Jan Zrimec, ktorý pôsobí v Národnom ústave biológie v Slovinsku.

Každý rok prenikne do svetového oceánu približne osem miliónov ton plastov. Prirodzené procesy rozkladu plastov sú veľmi pomalé, napríklad PET fľaša môže v životnom prostredí prebývať stovky rokov.

Hromadenie plastov v oceánoch a na pevnine je celosvetovým problémom a čoraz náhlivejšia je potreba vyriešiť nakladanie s týmto odpadom. Výskumníci sa domnievajú, že výsledky ich výskumu by sa mohli dať potenciálne použiť na objavovanie a vývoj enzýmov pre recyklačné procesy.

„Ďalším krokom bude otestovať najsľubnejšie enzýmy v laboratóriu, dôkladne preskúmať ich vlastnosti a zistiť, akú rýchlosť rozkladania plastov dokážu dosiahnuť. Potom by sme mohli začať vytvárať mikrobiálne spoločenstvá so špecifickými degradačnými funkciami namierenými na rôzne typy polymérov,“ vysvetľuje Aleksej Zelezniak.

© PROPERTY & ENVIRONMENT s. r. o. Autorské práva sú vyhradené a vykonáva ich vydavateľ.