微生物はプラスチックを食べるために進化している可能性があります

Dec 16 2021

2021年1月にインドネシアのバリ州のビーチで発生したプラスチック汚染。研究者は世界中の海や土壌から採取したサンプルを調べ、10種類のプラスチックを分解する可能性のある膨大な数の酵素を発見しました。

2021年1月のインドネシアのバリ州のビーチでのプラスチック汚染。

研究者たちは、世界中の海や土壌から採取したサンプルを調べ、10種類のプラスチックを分解する可能性のある膨大な数の酵素を発見しました。

チームは、調査した微生物叢の4つの生物に1つがプラスチック分解タンパク質配列を持っていると信じています。これは、酵素のように振る舞うが、そのように識別されない可能性があるものを意味する酵素「ホモログ」としてチームが説明します。（生物は食物を消化する酵素を生成します。）調査結果は、地球の隅々に到達したプラスチック汚染を利用するためにいくつかの生命が適応していることの兆候です。

「現在、これらのプラスチック分解酵素についてはほとんど知られておらず、非常に多くの異なる微生物や環境生息地でこれほど多くの酵素が見つかるとは予想していませんでした」と、研究の共著者であるチャルマース大学の生物学者JanZrimecはスウェーデンは、大学のプレスリリースで述べた。「これは、問題の規模を実際に示す驚くべき発見です。」チームの研究はmBioに掲載されています。

もちろん、問題はプラスチック汚染です。国際自然保護連合によると、毎年何百万トンものプラスチックが世界の海に流れ込んでいます。海洋生態系には衝撃的な量のマイクロプラスチックが含まれており、プラスチックが自然に分解するのに非常に長い時間がかかるため、世界は私たちの製造された混乱に覆われつつあります。

しかし、いくつかの微生物は私たちの汚染を利用するために進化しているようです、と最近のチームは発見しました。微生物種は、水生環境、埋め立て地、さらにはプラスチック製油所でさえプラスチックを代謝していると彼らは報告した。

「世界の微生物叢のプラスチック分解の可能性が環境のプラスチック汚染の測定値と強く相関しているという事実を裏付ける複数の証拠が見つかりました。これは、環境が私たちがかけている圧力にどのように反応しているかの重要なデモンストレーションです」と共著者のAleksejは述べています。チャルマース大学の生物学者でもあるゼレズニアック氏は、同じ発表で述べた。

チームは、水柱の3つのレベルから取得した、世界中の土壌および海洋地域からの環境DNAサンプルの既存のデータベースを調べました。彼らはコンピューターモデリングを使用して、プラスチックを分解する能力があると思われるタンパク質配列を探しました。彼らは、高度に汚染された地域の近くだけでなく、海のより深いところにも、より多くのプラスチック分解酵素相同体があることを発見しました。これは、マイクロプラスチックが水柱にどのように分散するかに対応します。あなたが深くなるほど、より多くのマイクロプラスチックがあります。

プラスチック分解酵素の誤検出の数を最小限に抑えるために、チームは、既知のプラスチック分解酵素を持たないヒトマイクロバイオームもモデル化しました。人間の腸内のものと同様の酵素ヒットは、偽陽性として扱われました。

Zelezniakは、そのようなプラスチック分解微生物群集をより徹底的に調査できれば、特定の種類のプラスチックを対象とするようにそれらの能力を設計できると示唆しました。昨年、別の研究者グループが、一般的でリサイクルが難しいプラスチックであるポリウレタンの化学結合を破壊する可能性のあるゴミ捨て場に生息するバクテリアの菌株を発見しました。

もちろん、私たちが積極的に永続させている問題に対処するために微生物に頼るべきではありません。プラスチックの需要と生産を削減することは、おそらくよりクリーンな地球に向けたより良い道です。それでも、この研究は、環境破壊に直面していても、地球上の生命がいかに驚くほど順応性があるかを示しています。