Zinātniekus iedvesmoja Pac-Man un viņi izgudroja plastmasas ēšanas "kokteili", kas var palīdzēt novērst plastmasas atkritumus.
Tas sastāv no diviem enzīmiem - PETāzes un MHETāzes, ko ražo baktērijas, ko sauc par Ideonella sakaiensis un kas barojas ar plastmasas pudelēm.
Atšķirībā no dabiskās noārdīšanās, kas ilgst simtiem gadu, šis super enzīms dažu dienu laikā var pārveidot plastmasu par tās sākotnējiem "komponentiem".
Šie divi fermenti darbojas kopā, piemēram, "divi Pac-Man savienoti ar auklu", košļājot uzkodu bumbiņu.
Šis jaunais super enzīms sagremo plastmasu 6 reizes ātrāk nekā sākotnējais PETāzes enzīms, kas atklāts 2018. gadā.
Tās mērķis ir polietilēna tereftalāts (PET), visizplatītākais termoplasts, ko izmanto vienreiz lietojamu dzērienu pudeles, apģērba un paklāju izgatavošanai, kuru sadalīšanās vidē parasti prasa simtiem gadu.
Profesors Džons Makgeihans no Portsmutas universitātes ziņu aģentūrai PA teica, ka šobrīd mēs šos pamatresursus iegūstam no fosilajiem resursiem, piemēram, naftas un dabasgāzes. Tas tiešām nav ilgtspējīgi.
"Bet, ja mēs varam pievienot fermentus plastmasas atkritumiem, mēs to varam sadalīt dažu dienu laikā."
2018. gadā profesors McGeehan un viņa komanda uzdūrās modificētai fermenta PETase versijai, kas var sadalīt plastmasu tikai dažu dienu laikā.
Jaunajā pētījumā pētnieku grupa sajauca PETase ar citu fermentu, ko sauc par MHETase, un atklāja, ka "plastmasas pudeļu sagremojamība ir gandrīz divkāršojusies".
Tad pētnieki izmantoja gēnu inženieriju, lai laboratorijā sasaistītu šos divus fermentus, tāpat kā "savienojot divus Pac-Man ar virvi".
"PETase grauzīs plastmasas virsmu, un MHETase turpinās samazināt, tāpēc, šķiet, ir dabiski, vai mēs varam tos izmantot kopā, lai atdarinātu situāciju dabā." Profesors Makgeihens teica.
"Mūsu pirmais eksperiments parādīja, ka viņi strādā labāk kopā, tāpēc mēs nolēmām mēģināt tos savienot."
"Mēs esam ļoti priecīgi redzēt, ka mūsu jaunais himēriskais ferments ir trīs reizes ātrāks nekā dabiski attīstītais izolāta enzīms, kas paver jaunas iespējas turpmākiem uzlabojumiem."
Profesors Makgeihans izmantoja arī dimanta gaismas avotu, sinhronu, kas atrodas Oksfordšīrā. Kā mikroskopu tas izmanto spēcīgu rentgenu, kas ir 10 miljardus reižu spožāks par sauli, kas ir pietiekami spēcīgs, lai redzētu atsevišķus atomus.
Tas ļāva pētnieku komandai noteikt MHETase enzīma trīsdimensiju struktūru un nodrošināt viņiem molekulāro plānu, lai sāktu projektēt ātrāku enzīmu sistēmu.
Papildus PET šo super enzīmu var izmantot arī PEF (polietilēna furanātam), cukura bāzes bioplastam, ko izmanto alus pudelēm, lai gan tas nevar sadalīt cita veida plastmasu.
Komanda šobrīd meklē veidus, kā vēl vairāk paātrināt sadalīšanās procesu, lai tehnoloģiju varētu izmantot komerciāliem mērķiem.
"Jo ātrāk mēs ražojam fermentus, jo ātrāk mēs sadalām plastmasu, un jo augstāka ir tā komerciālā dzīvotspēja," sacīja profesors Makgeihans.
Šis pētījums ir publicēts Nacionālās Zinātņu akadēmijas Proceedings.
