Oamenii de știință japonezi descoperă o specie de bacterii capabile să degradeze plasticul. Descoperirea ar putea servi pentru a combate una dintre cele mai mari probleme de poluare de pe planetă.

plastic

Plasticul a fost materialul pe care s-a sprijinit o mare parte din dezvoltarea economică din a doua jumătate a secolului XX. Este dur, rezistent, cu elasticitatea precisă, transparent dacă se dorește. dar aceleași caracteristici sunt cele care o fac foarte durabil în medii naturale atunci când nu este gestionat corespunzător. Sau, la fel, nu este biodegradabil, niciun organism viu nu este capabil să hrănească și să degradeze acest derivat petrolier. Sau, cel puțin, oamenii de știință nu știau de niciunul capabil să o facă până acum.

O echipă științifică de la Institutul de Tehnologie de la Kyoto (Japonia) a descoperit recent o bacterie necunoscută până în prezent este capabil să-l digere și să-l asimileze, Adică, poate trăi din PET (polietilen tereftalat), unul dintre materialele plastice cele mai utilizate de industria alimentară pentru îmbutelierea apei minerale, a băuturilor răcoritoare, a uleiurilor sau a produselor farmaceutice, printre altele.

Microbiologii erau deja conștienți de unele rapoarte privind degradabilitatea PET din exemple rare, cum ar fi niște ciuperci filamentoase care fuseseră cultivate în medii minerale care conțin acest plastic. Dar în nici un caz nu a fost posibil să se evalueze rata de creștere a acestor microorganisme sau cantitatea acestui produs sintetic pe care au fost capabili să le asimileze.

Odată identificate, aceste organisme cu echipamentele enzimatice necesare pentru degradarea materialelor plastice ar putea servi ca metodă de bioremediere a mediului decontaminați ecosistemele pline cu ambalaje slab gestionate și eliberate în mare sau în zone naturale. Din acest motiv, echipa de cercetători condusă de Kohei Oda și Shosuke Yoshida de la Institutul de Tehnologie de la Kyoto a decis să iasă și să ia probe în medii contaminate de materiale plastice.

«Am colectat 250 de probe în toate tipurile de medii contaminate de particule PET, cum ar fi sol, sedimente, canalizare sau nămol activat, dintr-o instalație de reciclare a sticlelor de plastic», Spune Yoshida în lucrarea publicată recent în revista Science. Toate acestea au fost analizate în căutarea microorganismelor care ar putea folosi acest plastic ca sursă principală de carbon pentru a-și dezvolta activitatea vitală, sau ce este același lucru pentru a se hrăni și a crește.

Doar una dintre probele prelevate dintr-un sediment din instalația de reciclare conținea un set diferit de microbi care păreau să poată prospera pe mediul de cultură PET proiectat de cercetători. „Microscopia ne-a dezvăluit că acest consorțiu care s-a format în filmul PET conținut în mediul de cultură, pe care îl numim numărul 46, conținea un amestec de bacterii, celule asemănătoare drojdiilor și protozoare, în timp ce fluidul din mediul de cultură a fost practic transparent ”, spun cercetătorii.

În cele din urmă, oamenii de știință au reușit să izoleze - pe baza diluțiilor acestui preparat numărul 46 - singura tulpină bacteriană responsabilă de degradarea PET, o nouă specie aparținând genului - deja cunoscut - Ideonella, pe care au numit-o Ideonella sakaiensis.

După cum au putut vedea, PET s-a degradat cu o rată de 0,13 miligrame pe centimetru pătrat pe zi la o temperatură de 30 de grade, ceva foarte frecvent în multe locuri de pe Pământ. Dar, această viteză a fost ridicată sau neglijabilă dacă vă gândiți la aceasta în ceea ce privește aplicarea sa pentru decontaminarea unei zone naturale? Concluziile lui Yoshida, Oda și restul echipei lor au fost foarte convingătoare: bacteria este capabilă să degradeze aproape complet un film subțire de PET în doar șase săptămâni la acea temperatură de 30 de grade, potrivit cercetătorilor înșiși.

Oda și colegii săi au dorit să facă un pas mai departe pentru a încerca să afle procesele biologice care permit acest microorganism mâncați acest plastic cu o astfel de eficiență până acum. Și au reușit. Ei au identificat o enzimă - numită ISF6_4831 - care funcționează în prezența apei pentru a sparge PET într-o substanță intermediară, care la rândul său este degradată de o a doua proteină - cu un nume la fel de complicat ca și precedentul, ISF6_0224- care este capabilă de rupere a componentelor intermediare la cele mai simple și mai benigne din punct de vedere al mediului, cum ar fi etilenglicolul și acidul tereftalic.

Datorită microscoapelor electronice puternice, oamenii de știință au putut, de asemenea, să verifice acest lucru bacteriile dezvoltă anexe între stratul plastic și ele însele care ar putea permite secreția acestor enzime pe suprafața PET.

«Asimilarea PET de către bacteria I. sakaiensis poate fi foarte util în eliminarea din mediu a acestui material derivat din petrol», Scrie Uwe T. Bornscheuer, cercetător la Institutul de Biochimie de la Universitatea din Greifswald (Germania) într-un articol care însoțește cercetarea. „În plus, dacă acidul tereftalic ar putea fi recuperat și reutilizat, ar însemna economii semnificative în producția de materiale plastice noi care nu ar necesita din nou utilizarea derivaților petrolieri”, explică Bornscheuer.

Cu toate acestea, experții în decontaminarea biologică a spațiilor contaminate consideră că există încă un drum lung de parcurs pentru aplicarea sa practică. "Lucrarea este foarte interesantă și se alătură altora în această chestiune. Au fost găsite mai multe microorganisme capabile să degradeze materialele plastice, dar mai sunt multe de făcut pentru a transfera aceste descoperiri la bioremediere pe scară largă", asigură María José López acest ziar, cercetător în zona de microbiologie a Universității din Almería.