เอนไซม์ที่กินพลาสติกเป็นความหวังเดียวของโลกของเราหรือไม่?

ดาวเคราะห์ดวงนี้รีไซเคิลทุกอย่างไม่ว่าจะเป็นน้ำคาร์บอนสารอาหารทุกชนิด ดังนั้นจึงเป็นเหตุผลว่าเราจะรีไซเคิลสิ่งต่างๆที่นี่บนโลกได้ดีจริงๆ แต่มนุษย์เราเป็นเพียงผู้รีไซเคิลเท่านั้น ใช้พลาสติก : เราทำงานได้อย่างยอดเยี่ยมในการขุดแหล่งคาร์บอนในสมัยโบราณเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่! - แต่ตั้งแต่ปี 1940 เราได้ผลิตจำนวนเหลือเชื่อของวัสดุที่มีแนวโน้มที่จะออกไปเที่ยวในสภาพแวดล้อมสำหรับศตวรรษฆ่าสัตว์ป่าและการชะล้างสารเคมีที่เป็นพิษโดยทั่วไปแล้วจะมีการรีไซเคิลน้อยกว่า10 เปอร์เซ็นต์

ในปี 2559 ทีมวิจัยของญี่ปุ่นได้ค้นพบแบคทีเรีย ( Ideonella sakaiensis ) ซึ่งกำลังรุกคืบเข้าสู่การรีไซเคิลพลาสติกซึ่งมนุษย์ประสบความล้มเหลว พลาสติกโพลี (เอทิลีนเทเรฟทาเลต) (PET) มีอยู่ทั่วไปโดยเฉพาะอย่างยิ่งในโซดาพลาสติกและขวดน้ำและพันธะที่ยึดเข้าด้วยกันมีความแข็งแรงมากดังนั้นจึงเป็นเรื่องที่น่าแปลกใจเมื่อมีการค้นพบอาณานิคมของแบคทีเรียเหล่านี้ในชาวญี่ปุ่น ฝังกลบ.

ใน 17 เมษายน 2018 ปัญหาของการดำเนินการของ National Academy of วารสารวิทยาศาสตร์เป็นกลุ่มประเทศของนักวิจัยรายงานในเอนไซม์ที่รู้จักกันเป็น PETase ผลิตโดยแบคทีเรียนี้ พวกเขาพบว่าเอนไซม์ PETase ย่อยสลาย PET อย่างไรก็ตาม PETase เป็นเพียงส่วนหนึ่งของสมการเท่านั้น นักวิจัยจำเป็นต้องเข้าใจโครงสร้างของเอนไซม์ตัวที่สองคือ MHETase

นั่นคือสิ่งที่นักชีวเคมีและนักชีววิทยาโครงสร้างดร. เกิร์ตเวเบอร์และทีมงานของเขาจากกลุ่มวิจัย Protein Crystallography ร่วมที่ Helmholtz-Zentrum Berlin และ Freie Universität Berlin เข้ามา Weber และทีมงานของเขาระบุว่า MHETase ไม่เพียง แต่เชื่อมโยงกับ PET เท่านั้น แต่ยังย่อยสลายด้วย . ผลการวิจัยของพวกเขาได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nature Communicationsฉบับเดือนเมษายน 2019

เราได้พูดคุยกับเวเบอร์ทางอีเมลและเขาอธิบายว่ามันเกิดขึ้นได้อย่างไร: "ทั้ง [PETase และ MHET] อยู่ในคลาสของเอนไซม์เรียกว่าไฮโดรเลสพวกมันสลายพันธะเอสเทอร์ของพลาสติก PET ที่ใช้กันทั่วไปเพื่อให้ส่วนประกอบที่จำเป็น การสังเคราะห์โพลีเมอร์ขึ้นมาใหม่จะถูกปลดปล่อยออกมา "เขาอธิบาย

"PETase มีขนาดเพียงครึ่งหนึ่งของ MHETase และสลายพอลิเมอร์ (PET) ให้เป็นชิ้นเล็กลงเรียกว่า MHET (ซึ่งประกอบด้วยส่วนประกอบของ PET 2 ชนิดคือเอทิลีนไกลคอลและกรดเทเรฟทาลิก) จากนั้น MHETase จะแยก MHET เพื่อให้ได้ทั้งสองอย่าง สารที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์พอลิเมอร์รอบใหม่เอทิลีนไกลคอลและกรดเทเรฟทาลิก "เขากล่าวเสริม

แล้วนั่นหมายความว่าอย่างไร? เอนไซม์แบคทีเรียทั้งสองนี้ย่อยสลายพลาสติก PET โดยเฉพาะ ดูเหมือนว่าพวกเขาอาจเป็นวิธีแก้ปัญหาขยะขนาดใหญ่ของโลกได้ใช่มั้ย? ไม่เร็วนัก Weber กล่าว ปัญหาคือทำงานช้าและไม่มีประสิทธิภาพ “ เอนไซม์ทั้งสองมาจากแบคทีเรีย” เขากล่าว เนื่องจาก PET มีอายุเพียง 75 ปีเอนไซม์ทั้งสองจึงได้รับการวิวัฒนาการอย่างรวดเร็วและยังห่างไกลจากความสมบูรณ์แบบ

เวเบอร์กล่าวว่าเขาเชื่อว่าเอนไซม์ที่กินพลาสติกจะดีขึ้นในที่สุดเพื่อให้สามารถทำงานได้ในสภาพแวดล้อมบางประเภท แต่จะมีจำนวน จำกัด “ วิธีการรีไซเคิล PET แบบดั้งเดิม (ซึ่งมีปริมาณประมาณ 18% ของพลาสติกทั้งหมด) มีข้อเสียมากมาย” เขาอธิบาย "จำเป็นต้องมีการคัดแยกล่วงหน้าอย่างเข้มข้นและต้องใช้พลังงานมากและต้องพึ่งพาน้ำมันดิบในระดับมาก [ในการสร้าง] เอนไซม์เช่น PETase และ MHETase จะสลาย PET ไปเป็นส่วนประกอบของมันซึ่งสามารถทำให้บริสุทธิ์ได้ ... จากนั้นสามารถนำไปใช้ในการสังเคราะห์ PET รอบใหม่ได้โดยไม่ จำกัด จำนวนรอบโดยมีการสูญเสียคาร์บอนขั้นต่ำโดยต้องใช้พลังงานในปริมาณต่ำและเกือบจะปราศจากการใช้น้ำมันดิบ "

โดยพื้นฐานแล้วหากได้ผลก็สามารถสร้างวงจรการผลิตและการกู้คืนแบบปิดสำหรับพลาสติก PET ซึ่งมีความยั่งยืนโดยสิ้นเชิง แต่ข่าวไม่ดีทั้งหมด

Gerber กล่าวว่า "ในสิ่งแวดล้อมพลาสติกถูกกำจัดในรูปแบบที่แยกส่วนอยู่แล้วหรือ [มัน] แยกส่วนเมื่อเวลาผ่านไป (ไมโครพลาสติก)" Gerber กล่าว "ยิ่งชิ้นส่วนเล็กลงเท่าไรก็ยิ่งกำจัดออกจากสิ่งแวดล้อมได้ยากขึ้นเท่านั้นการกระจายและการแตกตัวของพลาสติกนั้นแพร่หลายเกินกว่าที่จะจัดการกับมันได้ด้วยมาตรการใด ๆ อาจเป็นไปได้ว่าธรรมชาติ (ตามที่เห็นใน PETase และ MHETase) ยังคงพบวิธีแก้ไข ไปยังโพลีเมอร์ชนิดอื่นด้วยเอนไซม์ที่แตกต่างกัน " คำแนะนำของเขา: ยุติการผลิตพลาสติก PET โดยเร็วที่สุด

เรื่องราวนี้เป็นส่วนหนึ่งของ Covering Climate Now ซึ่งเป็นความร่วมมือระดับโลกของร้านข่าวมากกว่า 250 แห่งเพื่อเสริมสร้างการรายงานข่าวเกี่ยวกับสภาพอากาศ

ตอนนี้น่าหดหู่

มนุษย์เราซื้อ1,000,000 ขวดพลาสติกทุกนาที