Οι επιστήμονες εμπνεύστηκαν από τον Pac-Man και εφευρέθηκαν ένα "κοκτέιλ" που τρώει πλαστικά, το οποίο μπορεί να βοηθήσει στην εξάλειψη των πλαστικών απορριμμάτων.
Αποτελείται από δύο ένζυμα-PETase και MHETase που παράγονται από ένα βακτήριο που ονομάζεται Ideonella sakaiensis και τρέφεται με πλαστικά μπουκάλια.
Σε αντίθεση με τη φυσική αποδόμηση, η οποία διαρκεί εκατοντάδες χρόνια, αυτό το σούπερ ένζυμο μπορεί να μετατρέψει το πλαστικό στα αρχικά του "συστατικά" μέσα σε λίγες ημέρες.
Αυτά τα δύο ένζυμα συνεργάζονται, όπως "δύο Pac-Man που συνδέονται με μια χορδή" που μασάει μια σνακ μπάλα.
Αυτό το νέο σούπερ ένζυμο χωνεύει πλαστικό 6 φορές πιο γρήγορα από το αρχικό ένζυμο PETase που ανακαλύφθηκε το 2018.
Στόχος του είναι το τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο (PET), το πιο συνηθισμένο θερμοπλαστικό που χρησιμοποιείται για την κατασκευή μίας φιάλης ποτών, ρούχων και χαλιών, τα οποία συνήθως χρειάζονται εκατοντάδες χρόνια για να αποσυντεθούν στο περιβάλλον.
Ο καθηγητής John McGeehan του Πανεπιστημίου του Πόρτσμουθ είπε στο πρακτορείο ειδήσεων της PA ότι επί του παρόντος, λαμβάνουμε αυτούς τους βασικούς πόρους από ορυκτούς πόρους όπως το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο. Αυτό είναι πράγματι μη βιώσιμο.
"Αλλά αν μπορούμε να προσθέσουμε ένζυμα σε απορρίμματα πλαστικών, μπορούμε να το διαλύσουμε σε λίγες μέρες."
Το 2018, ο καθηγητής McGeehan και η ομάδα του βρήκαν μια τροποποιημένη έκδοση ενός ενζύμου που ονομάζεται PETase που μπορεί να διαλύσει το πλαστικό σε λίγες μόνο ημέρες.
Στη νέα τους μελέτη, η ερευνητική ομάδα ανάμιξε το PETase με ένα άλλο ένζυμο που ονομάζεται MHETase και διαπίστωσε ότι «η πεπτικότητα των πλαστικών φιαλών έχει σχεδόν διπλασιαστεί».
Στη συνέχεια, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τη γενετική μηχανική για να συνδέσουν αυτά τα δύο ένζυμα μαζί στο εργαστήριο, ακριβώς όπως «συνδέοντας δύο Pac-Man με ένα σχοινί».
"Το PETase θα διαβρώσει την επιφάνεια του πλαστικού και η MHETase θα κόψει περαιτέρω, οπότε δείτε αν μπορούμε να τα χρησιμοποιήσουμε μαζί για να μιμηθούμε την κατάσταση στη φύση, φαίνεται φυσικό." Ο καθηγητής McGeehan είπε.
"Το πρώτο μας πείραμα έδειξε ότι λειτουργούν καλύτερα μαζί, οπότε αποφασίσαμε να προσπαθήσουμε να τα συνδέσουμε."
«Είμαστε πολύ ευτυχείς που βλέπουμε ότι το νέο χιμαιρικό ένζυμό μας είναι τρεις φορές ταχύτερο από το φυσικά εξελιγμένο απομονωμένο ένζυμο, το οποίο ανοίγει νέους δρόμους για περαιτέρω βελτιώσεις».
Ο καθηγητής McGeehan χρησιμοποίησε επίσης το Diamond Light Source, ένα συγχρονισμό που βρίσκεται στο Oxfordshire. Χρησιμοποιεί μια ισχυρή ακτινογραφία 10 δισεκατομμύρια φορές πιο φωτεινή από τον ήλιο ως μικροσκόπιο, το οποίο είναι αρκετά ισχυρό για να δει μεμονωμένα άτομα.
Αυτό επέτρεψε στην ερευνητική ομάδα να προσδιορίσει την τρισδιάστατη δομή του ενζύμου MHETase και να τους παρέχει ένα μοριακό σχεδιάγραμμα για να αρχίσει να σχεδιάζει ένα ταχύτερο ενζυμικό σύστημα.
Εκτός από το PET, αυτό το σούπερ ένζυμο μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για PEF (πολυαιθυλένιο φουρανικό), ένα βιοπλαστικό με βάση τη ζάχαρη που χρησιμοποιείται για φιάλες μπύρας, αν και δεν μπορεί να διασπάσει άλλους τύπους πλαστικών.
Η ομάδα αυτή τη στιγμή αναζητά τρόπους για να επιταχύνει περαιτέρω τη διαδικασία αποσύνθεσης, έτσι ώστε η τεχνολογία να μπορεί να χρησιμοποιηθεί για εμπορικούς σκοπούς.
"Όσο πιο γρήγορα παράγουμε ένζυμα, τόσο πιο γρήγορα αποσυνθέτουμε τα πλαστικά και τόσο υψηλότερη είναι η εμπορική του βιωσιμότητα", δήλωσε ο καθηγητής McGeehan.
Αυτή η έρευνα δημοσιεύθηκε στα Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών.
