Mikróby na súši a v oceánoch sa vyvíjajú, aby degradovali plasty
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 16. 12. 2021
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Pred piatimi rokmi vedci prekopávali pôdu a kal okolo centra na recykláciu plastov v Japonsku a objavili baktériu, ktorá sa živila populárnym obalovým materiálom PET ako zdrojom energie, s pomocou dvojice zámerne vyvinutých enzýmov. Nová štúdia teraz ukázala, že ide o súčasť oveľa širšieho trendu, v ktorom sa počet a rozmanitosť takýchto enzýmov degradujúcich plasty zvyšuje v reakcii na znečistenie plastmi na celom svete.
Od tohto objavu v Japonsku v roku 2016 došlo v tejto oblasti k niekoľkým ďalším zaujímavým pokrokom. Prvotnou nádejou bolo, že odhalením tých enzýmov, ktoré umožnili baktérii rýchlo redukovať PET plast na environmentálne neškodné stavebné bloky, by sa v laboratóriu mohli skonštruovať ešte efektívnejšie verzie na vytvorenie nových zbraní v boji proti znečisteniu plastmi.
V roku 2018 skupina vedcov v USA stavala na tomto výskume, aby vyrobila skonštruovaný enzým, ktorý dokáže spotrebovať plasty s približne o 20 percent vyššou účinnosťou. Ten istý tím potom v roku 2020 vyvinul ešte pokročilejšiu verziu, ktorú opísali ako superenzým, ktorý dokáže stráviť plastový odpad šesťkrát rýchlejšie.
Bolo objavených množstvo enzýmov s podobnými schopnosťami a nový výskum tímu zo švédskej Technickej univerzity Chalmers ukazuje, že tento fenomén je široko rozšírený. Výskumníci analyzovali vzorky environmentálnej DNA pochádzajúcej zo stoviek oceánskych a suchozemských lokalít po celom svete a pomocou počítačového modelovania ich skúmali na prítomnosť mikrobiálnych enzýmov s potenciálom rozkladať plasty.
To odhalilo celkovo až 30 000 enzýmov s potenciálom degradovať 10 typov bežných plastov, pričom vedci to potom krížovo porovnali s oficiálnymi údajmi o koncentrácii plastového znečistenia v rôznych krajinách a oceánoch. Ukázalo sa, že niektoré z lokalít s najvyšším množstvom enzýmov boli najviac znečistené oblasti, ako je Stredozemné more a južný Tichý oceán.
„Pomocou našich modelov sme našli viaceré dôkazy podporujúce skutočnosť, že potenciál globálneho mikrobiómu degradovať plasty silne koreluje s meraniami znečistenia životného prostredia plastmi. To je významný dôkaz toho, ako životné prostredie reaguje na tlaky, ktoré naň vyvíjame,“ hovorí autor štúdie Aleksej Zelezniak.
Zistilo sa, že enzýmy sú široko distribuované cez oceán a pozemské miesta, ale s niekoľkými zaujímavými poznatkami. Tím našiel vyššie koncentrácie enzýmov degradujúcich plasty na hlbších úrovniach oceánu, čo naznačuje spojenie s väčšími koncentráciami mikroplastov pozorovanými v týchto hĺbkach. Podobne sa zistilo, že vzorky pôdy obsahujú oveľa viac plastových aditívnych zlúčenín na báze ftalátov spolu s enzýmami, o ktorých je známe, že sú schopné ich degradovať, čo naznačuje spojenie medzi nimi.
Masová produkcia plastov prudko vzrástla z približne dvoch miliónov ton ročne na závratných 380 miliónov za posledných sedem desaťročí a približne osem miliónov ton sa každý rok vyplaví do oceánov. Aj keď to mikróbom poskytlo značné časové okno na vývoj evolučných reakcií na odpad v ich prostredí, na odstránenie problému by bolo potrebné oveľa viac vysoko účinných enzýmov. Ale s významnými zisteniami, ako je toto, sa možnosti výskumu ďalej rozširujú.
„Ďalším krokom by bolo testovanie najsľubnejších kandidátov na enzýmy v laboratóriu, aby sme podrobne preskúmali ich vlastnosti a rýchlosť degradácie plastov, ktorú môžu dosiahnuť,“ hovorí Zelezniak. „Na základe toho by ste mohli vytvoriť mikrobiálne spoločenstvá s cielenými degradačnými funkciami pre konkrétny typ polyméru.“
Výskum bol publikovaný v magazíne mBio.
