Co minutę na świecie sprzedawanych jest milion plastikowych butelek. Tylko 14% z nich jest potem wykorzystywane ponownie, a problem wielkich mas śmieci pływających w oceanach rośnie. W 2016 roku odkryto bakterie, które naturalnie mogą rozkładać plastik wykorzystywany do produkcji butelek. Badając przez kolejne lata, jak to możliwe, naukowcy odkryli, że można przyspieszyć ten proces. 

Ideonella sakaiensis 201-F6
Wszystko zaczęło się od pracy japońskich naukowców, którzy postanowili przetestować bakterie występujące w centrum utylizacji odpadów w mieście Sakai. Odkryli, że szczep Ideonella sakaiensis 201-F6 naturalnie wytworzył enzym –  PET-azę – dzięki któremu może trawić politereftalan etylenu (PET), wykorzystywany do produkcji plastikowych butelek. Enzym rozbija PET na mniejsze cząsteczki możliwe do wchłonięcia przez bakterie. Badacze z Wielkiej Brytanii zaczęli analizować strukturę nowo odkrytej substancji. Za pomocą silnego promieniowania rentgenowskiego mogli obejrzeć każdy atom enzymu i stworzyć jego trójwymiarowy model. Okazało się, że jest on podobny do enzymu rozbijającego kutynę, jeden ze składników kutykuli, polimerowej substancji wzmacniającej ściany komórkowe roślin, jednocześnie chroniącej je przed utratą wody.

W trakcie analizy zależności pomiędzy poszczególnymi atomami enzymu rozbijającego PET naukowcy przypadkowo wzmocnili ten proces i to o 20%, a to prawdopodobnie nie koniec ich możliwości. – Chociaż poprawa efektywności nie jest wielka, to to niespodziewane odkrycie pozwala nam oczekiwać, że w przyszłości uda się jeszcze bardziej wzmocnić ten enzym, przybliżając nas do rozwiązania problemu, jak przetworzyć ciągle rosnącą góry plastiku – wyjaśniał w The Independent szef projektu prof. John McGeehan z uniwersytetu w Portsmouth w Anglii. Mutacja enzymu pozwala też na szybsze rozkładanie biodegradowalnego plastiku PEF, który jest uznawany za potencjalny zamiennik PET.

Działa już po kilku dniach
Plastikowe odpady, jeśli nic z nimi nie zrobimy, rozłożą się dopiero po kilkuset latach. PET-aza zaczyna rozkładać plastik już po kilku dniach. Naukowcy mają pomysł, jak przeprowadzać ten proces jeszcze lepiej. Jeśli tylko uda się umieścić enzym w bakterii należącej do tzw. esktremofili, czyli organizmów żyjących w skrajnych warunkach, to rozkład PET można przeprowadzić w temperaturze 70°C, w której plastik staje się gumowaty. Wtedy proces byłby szybszy od 10 do 100 razy. Całość można wykonać w bioreaktorze i w ten sposób uzyskać proste składniki zdatne do produkcji nowych materiałów.

Obecnie plastikowe butelki są m.in. przetwarzane na ubrania czy dywany. Z 35 butelek PET można zrobić polarową bluzę. To dobry pomysł, jednak nie rozwiązuje problemu: cały czas produkujemy nowe opakowania plastikowe z ropy. Rozkład butelek na czynniki pierwsze pozwoliłby na znaczące zmniejszenie ich wytwarzania, bo stara butelka posłużyłaby do stworzenia nowej.

To dopiero pierwszy krok. By wdrożyć go na masową skalę, proces musi być opłacalny rynkowo. Nad technologią pracują też naukowcy z Uniwersytetu w Campinas w Brazylii. Można mieć więc nadzieję, że międzynarodowa współpraca przyniesie efekty już za kilka lat.

Plastikożercy
Bakteria Ideonella sakaiensis dołączyła do listy innych organizmów żywych, które radzą sobie z plastikiem. 100 gąsienic mola woskowego (Galleria mellonella) w mniej niż godzinę potrafi podziurawić foliówkę. Z kolei larwy mącznika młynarka mogą się żywić polistyrenem wykorzystywanym m.in. do produkcji zabawek, opakowań czy styropianu. Zapewne niedługo odkryjemy kolejne organizmy, które zdołały się przystosować do trawienia zalegającego wszędzie plastiku.