Naukowcy odkryli, że wraz ze wzrostem zanieszczenia, rośnie liczba enzymów zdolnych do ich degradacji

Naukowcy z Chalmers University of Technology w Szwecji przeprowadzili badania, w ramach których mierzyli próbki środowiskowego DNA z całego świata. Na ich podstawie odkryli, że liczba enzymów mikrobiologicznych zdolnych do degradacji plastiku rośnie w korelacji z lokalnymi poziomami zanieczyszczenia plastikiem. Otrzymane wyniki ilustrują wpływ zanieczyszczenia tworzywami sztucznymi na środowisko i wskazują na potencjalne nowe rozwiązania problemu.

Problemy globalnego zanieczyszczenia plastikiem są efektem masowej produkcji tworzyw sztucznych, która gigantycznie wzrosła w ciągu ostatnich 70 lat – z około 2 milionów ton rocznie do około 380 milionów. Dało to wystarczająco dużo czasu ewolucyjnego, aby różne drobnoustroje obecne w środowisku zareagowały na nowe związki syntetyczne.

W ramach badań opublikowanych niedawno w czasopiśmie naukowym mBIO, naukowcy pod przewodnictwem profesora Alekseja Zelezniaka przeanalizowali próbki środowiskowego DNA z setek lokalizacji na całym świecie. W swoich pracach wykorzystali modelowanie komputerowe do poszukiwania enzymów mikrobiologicznych o potencjale degradacji plastiku, które następnie porównali z oficjalnymi danymi dotyczącymi zanieczyszczenia odpadami plastikowymi w różnych krajach i oceanach.

Na ich bazie odkryli, że ilość i różnorodność enzymów rozkładających tworzywa sztuczne wzrasta w bezpośredniej reakcji na lokalne poziomy zanieczyszczenia tworzywami sztucznymi. W sumie znaleziono ponad 30 000 „homologów” enzymów, które mogą degradować 10 różnych rodzajów powszechnie używanego plastiku. Homologowie są członkami sekwencji białkowych o podobnych właściwościach. Obszary, które zawierały ich największe ilości, były obszarami notorycznie zanieczyszczanymi, na przykład na wodach Morza Śródziemnego i Południowego Pacyfiku.

„Obecnie niewiele wiadomo na temat tych enzymów rozkładających plastik i nie spodziewaliśmy się, że znajdziemy ich tak dużą liczbę w tak wielu różnych drobnoustrojach i siedliskach środowiskowych. To zaskakujące odkrycie, które naprawdę ilustruje skalę problemu” – wyjaśnia Jan Zrimec, pierwszy autor badania, będący członkiem zespołu badawczego w Chalmers University of Technology, pracujący obecnie w Narodowym Instytucie Biologii w Słowenii.

Każdego roku około 8 milionów ton plastiku jest wyrzucanych do oceanów. Naturalne postępy w degradacji plastiku są bardzo powolne – na przykład żywotność butelki PET może wynosić nawet setki lat. Wzrost i akumulacja odpadów z tworzyw sztucznych w oceanach i na lądzie to prawdziwie globalny problem i istnieje coraz większe zapotrzebowanie na rozwiązania w zakresie gospodarowania tymi odpadami. Naukowcy są przekonani, że ich wyniki mogą potencjalnie zostać wykorzystane do odkrycia i adaptacji enzymów do nowatorskich procesów recyklingu.

Tak opisuje to mówi Aleksej Zelezniak, profesor nadzwyczajny biologii systemów na Chalmers University of Technology – „następnym krokiem byłoby przetestowanie w laboratorium najbardziej obiecujących kandydatów na enzymy, aby dokładnie zbadać ich właściwości i szybkość degradacji tworzywa sztucznego, jaką mogą osiągnąć. Stamtąd można było zaprojektować społeczności drobnoustrojów z ukierunkowanymi funkcjami degradacji dla określonych typów polimerów„.

Źródło: www.cision.com
Zdjęcie: www.pixabay.com