מדענים ממציאים פולימראז חדש כדי להשפיל פלסטיק פסולת תוך מספר ימים בלבד

מדענים קיבלו השראה מפאק-מן והמציאו "קוקטייל" אוכל פלסטיק, שעשוי לסייע בסילוק פסולת פלסטיק.

הוא מורכב משני אנזימים- PETase ו- MHETase המיוצרים על ידי חיידק בשם Ideonella sakaiensis הניזון מבקבוקי פלסטיק.

שלא כמו השפלה טבעית, שאורכת מאות שנים, אנזים העל הזה יכול להמיר פלסטיק ל"רכיביו "המקוריים תוך מספר ימים.

שני האנזימים הללו עובדים יחד, כמו "שני Pac-Man מחוברים בחוט" לועסים כדור חטיף.

אנזים העל החדש הזה מעכל פלסטיק מהר פי 6 מהאנזים המקורי של PETase שהתגלה בשנת 2018.

מטרתו היא פוליאתילן טרפתלט (PET), התרמופלסט הנפוץ ביותר המשמש לייצור בקבוקי משקאות חד פעמיים, בגדים ושטיחים, אשר בדרך כלל לוקח מאות שנים להתפרק בסביבה.

פרופסור ג'ון מק'יהאן מאוניברסיטת פורטסמות 'אמר לסוכנות הידיעות הרשות הפלסטינית כי נכון לעכשיו אנו מקבלים את המשאבים הבסיסיים הללו ממקורות מאובנים כמו נפט וגז טבעי. זה אכן לא בר קיימא.

"אבל אם נוכל להוסיף אנזימים לפסולת פלסטיק, נוכל לפרק אותו תוך כמה ימים."

בשנת 2018, פרופסור מקגיהן וצוותו נקלעו לגרסה שונה של אנזים בשם PETase שיכול לפרק פלסטיק תוך מספר ימים בלבד.

במחקר החדש שלהם, צוות המחקר ערבב את PETase עם אנזים אחר בשם MHETase ומצא כי "העיכול של בקבוקי הפלסטיק כמעט הוכפל."

ואז החוקרים השתמשו בהנדסה גנטית כדי לקשר את שני האנזימים הללו יחד במעבדה, בדיוק כמו "לחבר שני פאק-מן עם חבל."

"PETase ישחק את פני הפלסטיק, ו- MHETase יחתך עוד יותר, אז תבדוק אם נוכל להשתמש בהם יחד כדי לחקות את המצב בטבע, זה נראה טבעי." אמר פרופסור מקגיהן.

"הניסוי הראשון שלנו הראה שהם עובדים טוב יותר יחד, אז החלטנו לנסות לחבר ביניהם."

"אנו שמחים מאוד לראות שהאנזים הכימרי החדש שלנו מהיר פי שלושה מהאנזים הבודד שהתפתח באופן טבעי, אשר פותח דרכים חדשות לשיפורים נוספים."

פרופסור מקגיהן השתמש גם במקור האור היהלומי, סינכרוטרון הממוקם באוקספורדשייר. הוא משתמש בצילום רנטגן חזק בהיר פי 10 מיליארד מהשמש כמיקרוסקופ, שהוא חזק מספיק כדי לראות אטומים בודדים.

זה איפשר לצוות המחקר לקבוע את המבנה התלת מימדי של האנזים MHETase ולספק להם תכנית מולקולרית כדי להתחיל בתכנון מערכת אנזים מהירה יותר.

בנוסף ל- PET, ניתן להשתמש באנזים-על זה גם עבור PEF (פוליאתילן פורנאט), ביו-פלסטיק על בסיס סוכר המשמש לבקבוקי בירה, אם כי אינו יכול לפרק סוגים אחרים של פלסטיק.

הצוות מחפש בימים אלה דרכים להאיץ עוד יותר את תהליך הפירוק כדי שניתן יהיה להשתמש בטכנולוגיה למטרות מסחריות.

"ככל שאנו מייצרים אנזימים מהר יותר, אנו מתפרקים מהר יותר מפלסטיק וכדאיותם המסחרית גבוהה יותר", אמר פרופסור מקגיהן.

מחקר זה פורסם בהליכים של האקדמיה הלאומית למדעים.