Undersykers hawwe in enzyme identifisearre en ûntwikkele dat guon fan ús meast fersmoargjende plestik fertarre en konsumearje kin , wat hoop biedt foar recycling en it bestriden fan fersmoarging.
Fersmoargjende plestik is de grutste útdaging foar it miljeu wrâldwiid yn 'e foarm fan plestikfersmoarging en in optimale oplossing foar dit probleem bliuwt noch altyd ûndúdlik. De measte plestik wurdt makke fan petroleum of ierdgas, dat binne net-duorsume boarnen dy't wûn en ferwurke wurde mei enerzjy-yntinsive techniken. Dêrom is har produksje sels tige destruktyf foar kwetsbere ekosystemen. De ferneatiging fan plestik (meast troch ferbaarning) feroarsaket loft-, wetter- en lânfersmoarging . Sawat 79 prosint fan it plestik dat yn 'e lêste 70 jier produsearre is, is fuortsmiten, of op stoartplakken of yn it algemiene miljeu, wylst mar sawat njoggen prosint recycled wurdt en de rest ferbaarnd wurdt. Dit proses fan ferbaarning stelt kwetsbere arbeiders bleat oan giftige gemikaliën, ynklusyf kankerferoarsaakjende stoffen. De oseanen soene sa'n 51 triljoen mikroplastykdieltsjes befetsje en it seelibben stadichoan útputte. Guon fan 'e plestikmikropartikels wurde yn 'e loft weiblaasd, wat liedt ta fersmoarging , en it is in echte mooglikheid dat wy se ynademe. Nimmen koe yn 'e jierren '1960 foarsizze dat de komst en populariteit fan plestik ien dei in lêst wurde soene mei enoarm plestikôffal dat fûn wurdt yn ús prachtige oseanen, loft en dumpt wurdt op ús kostbere lannen.
Plestikferpakking is de grutste bedriging en it meast korrupte gebrûk fan plestik. Mar it probleem is dat plestik tassen oeral binne, brûkt wurde foar elk lyts doel en der is gjin kontrôle oer it gebrûk. Dit soarte syntetysk plestik wurdt net biodegradearre, mar leit gewoan te lizzen en sammelet him op stoartplakken en draacht by oan miljeufersmoarging . Der binne inisjativen west foar in "folslein plestikferbod", benammen polystyreen dat brûkt wurdt yn ferpakking. Dit liedt lykwols net ta de winske resultaten, om't plestik noch altyd oeral oanwêzich is op lân, yn 'e loft en yn it wetter en hieltyd groeit. Wy kinne feilich sizze dat plestik miskien net iens altyd mei it bleate each sichtber is, mar it is oeral! It is spitich dat wy it probleem fan recycling en ôffier fan plestik net oanpakke kinne.
Yn in stúdzje publisearre yn Proceedings of the National Academy of Sciences USA , hawwe ûndersikers in bekend natuerlik enzym ûntdutsen dat plestik fiedet. Dit wie in tafallige ûntdekking wylst se de struktuer ûndersochten fan in enzym dat fûn waard yn ôffal dat klear wie foar recycling yn in sintrum yn Japan. Dit enzym, neamd Ideonella sakaiensis 201-F6, is yn steat om patintearre plestik PET of polyethylentereftalaat te "iten" of "fiede", dat it meast brûkt wurdt yn miljoenen tonnen plestik flessen. It enzyme liet baktearjes yn prinsipe it plestik as har fiedingsboarne ôfbrekke. Der besteane op it stuit gjin recyclingoplossingen foar PET en plestik flessen makke fan PET bliuwe mear as hûnderten jierren yn it miljeu bestean. Dizze stúdzje laat troch teams fan 'e Universiteit fan Portsmouth en it National Renewable Energy Laboratory (NREL) fan it Amerikaanske Ministearje fan Enerzjy hat enoarme hoop wekker makke.
It oarspronklike doel wie om de trijediminsjonale kristalstruktuer fan dit natuerlike enzyme (neamd PETase) te bepalen en dizze ynformaasje te brûken om te begripen hoe't dit enzyme krekt wurket. Se brûkten in yntinse striel fan röntgenstrielen - dy't 10 miljard kear helderder binne as de sinne - om de struktuer te ferdúdlikjen en yndividuele atomen te sjen. Sokke krêftige strielen makken it mooglik om de ynderlike wurking fan it enzyme te begripen en levere juste blauwdrukken om rapper en effisjintere enzymen te ûntwikkeljen. It waard oantoand dat PETase tige ferlykber liket mei in oar enzyme neamd cutinase, útsein dat PETase in spesjale funksje hat en in mear "iepen" aktive side, dy't nei alle gedachten minskmakke polymearen ûnderdak biedt (ynstee fan de natuerlike). Dizze ferskillen joegen fuortendaliks oan dat PETase mooglik mear evoluearre is, foaral yn in PET-befettende omjouwing en dus PET ôfbrekke koe. Se mutearren de aktive side fan PETase om it mear op cutinase te litten lykje. Wat folge wie in folslein ûnferwachte útkomst, de PETase-mutant koe PET noch better ôfbrekke as de natuerlike PETase. Sa, yn it proses fan it begripen en besykjen om de kapasiteit fan it natuerlike enzyme te ferbetterjen, kamen ûndersikers tafallich by it ûntwikkeljen fan in nij enzym dat sels better wie as it natuerlike enzym yn it ôfbrekken fan PET- plestik . Dit enzym koe ek polyethyleenfurandicarboxylaat, of PEF, in bio-basearre ferfanging foar PET-plestik ôfbrekke. Dit joech hoop om oare substraten lykas PEF (polyethyleenfuranoaat) of sels PBS (polybutyleensuccinaat) oan te pakken. De ark foar enzyme-engineering en evolúsje kinne kontinu tapast wurde foar fierdere ferbettering. Ûndersikers sykje nei in manier om it enzyme te ferbetterjen, sadat syn funksje opnommen wurde kin yn in krêftige grutskalige yndustriële opset. It engineeringproses is tige ferlykber mei enzymen dy't op it stuit brûkt wurde yn bio-waskmiddelen of by de produksje fan biobrânstoffen. De technology bestiet en dus moat yndustriële leefberens yn 'e kommende jierren berikber wêze.
Fierder ûndersyk is nedich om guon aspekten fan dizze stúdzje te begripen. As earste brekt it enzyme gruttere stikken plestik ôf yn lytsere stikken, dêrom stipet it recycling fan plestik flessen, mar al dit plestik moat earst weromhelle wurde. Dit "lytsere" plestik as weromhelle koe wurde brûkt om se werom te kearen nei plestik flessen. It enzyme kin net echt "gean en plestik op himsels fine" yn 'e omjouwing. Ien foarstelde opsje kin wêze om dit enzyme te plantsjen yn guon baktearjes dy't plestik yn in hegere snelheid kinne begjinne ôfbrekke, wylst se hege temperatueren wjerstean. Ek moat de ynfloed op lange termyn fan dit enzym noch begrepen wurde.
De ynfloed fan sa'n ynnovative oplossing om plestikôffal oan te pakken soe wrâldwiid tige heech wêze. Wy hawwe besocht it plestikprobleem oan te pakken sûnt de komst fan plestik sels. Der binne wetten dy't it gebrûk fan ienmalich plestik ferbiede en ek recycled plestik wurdt no oeral foarkar jûn. Sels lytse stappen lykas it ferbieden fan plestik draagtassen yn supermerken binne oeral yn 'e media ferskynd. It punt is, wy moatte fluch hannelje as wy ús planeet wolle behâlde fan plestikfersmoarging . Hoewol wy recycling yn ús deistich libben bliuwe ynfiere, wylst wy ús bern oanmoedigje om dat ek te dwaan. Wy hawwe noch altyd in goede oplossing op lange termyn nedich dy't hân yn hân kin gean mei ús eigen yndividuele ynspanningen. Dit ûndersyk markearret in begjin foar it oanpakken fan ien fan 'e grutste problemen dêr't ús planeet mei te krijen hat.
***
Boarne (e)
Harry P et al. 2018. Karakterisaasje en yngenieuring fan in plestik-ôfbrekkende aromaatyske polyesterase. Proceedings fan 'e Nasjonale Akademy fan Wittenskippen. https://doi.org/10.1073/pnas.1718804115
***
