Amerykańscy naukowcy stworzyli genetycznie zmodyfikowane bakterie zdolne do rozkładu bardzo wytrzymałego plastiku. W procesie wykorzystania materiału mikroorganizmy sprawiają, że staje się on jeszcze bardziej sztywny, a gdy trafi na wysypisko, rozkładają go w krótkim czasie.
Plastik to uniwersalny materiał naszych czasów: jest tani, odporny chemicznie i trwały. Jednak to właśnie ta druga właściwość sprawia, że trudno się go pozbyć. Plastik rozkłada się dziesiątki, a czasem setki lat, dlatego tego rodzaju odpady zanieczyszczają lądy i oceany. Dlatego naukowcy na całym świecie nieustannie zastanawiają się, jak rozkładać plastik w najbardziej efektywny sposób, a w ostatnich latach odkryto bakterie, które mogą to robić.
Rhodococcus ruber, na przykład, może żywić się plastikiem, niszcząc do 1,2% masy polietylenu, który co roku dostaje się do oceanów na całym świecie. Wymaga to jednak odpowiednich warunków środowiskowych, a sam plastik, który może być rozkładany przez takie bakterie, jest zazwyczaj miękki. Sytuacja jest znacznie bardziej skomplikowana w przypadku trwałych materiałów, takich jak termoplastyczny poliuretan, który jest używany do produkcji butów, części samochodowych, etui na telefony i wielu innych artykułów gospodarstwa domowego. Jak dotąd ten rodzaj plastiku w ogóle nie nadaje się do recyklingu.
Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego (USA) postanowili zająć się tym problemem. Zwrócili oni uwagę na Bacillus subtilis, rodzaj bakterii Gram-dodatnich, które pochodzą z ekstraktu z siana. Bakteria ta występuje wszędzie – od jelit ludzi i zwierząt po powietrze i wodę. Te same mikroorganizmy mogą również rozkładać plastik.
Naukowcy zasugerowali wprowadzenie Bacillus subtilis do samego materiału. Bakteria nie rozkłada plastiku, dopóki nie dotrze on na wysypisko i nie wejdzie w kontakt z glebą. Aby rozpocząć produkcję enzymów, plastik musi zostać zakopany w kompoście. W związku z tym możesz używać takich produktów tak długo, jak chcesz. Jest jednak pewien problem – wysoka temperatura stosowana w produkcji plastiku zabija większość zarodników bakterii.
Dlatego naukowcy stworzyli mikroby GMO Bacillus subtilis, które mogą wytrzymać ciepło i odkryli, że 96 do 100 procent zarodników takich bakterii może przetrwać w temperaturze przetwarzania plastiku wynoszącej 135 stopni Celsjusza. Jest to bardzo obiecujący wynik, ponieważ niezmodyfikowane genetycznie bakterie przeżywają takie ogrzewanie tylko w około 20 procentach przypadków.
Następnie naukowcy przetestowali, jak dobrze Bacillus subtilis rozkłada plastik. Stwierdzono, że w stężeniach do jednego procenta masy plastiku, mikroorganizmy rozkładają ponad 90 procent materiału w ciągu pięciu miesięcy od zakopania go w kompoście. Naukowcy odkryli również inny przyjemny bonus: plastik wykonany z Bacillus subtilis jest o 37% mocniejszy i o 30% mniej podatny na rozdarcia niż konwencjonalny termoplastyczny poliuretan. W ten sposób zarodniki bakterii działają na materiał jak wypełniacz wzmacniający.
Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Nature Communications.
