استلهم العلماء فكرة باك مان واخترعوا "كوكتيل" يأكل البلاستيك ، والذي قد يساعد في التخلص من النفايات البلاستيكية.
يتكون من إنزيمين - PETase و MHETase - تنتجهما بكتيريا تسمى Ideonella sakaiensis تتغذى على الزجاجات البلاستيكية.
على عكس التحلل الطبيعي ، الذي يستغرق مئات السنين ، يمكن لهذا الإنزيم الفائق تحويل البلاستيك إلى "مكوناته" الأصلية في غضون أيام قليلة.
يعمل هذان الإنزيمان معًا ، مثل "اثنان من Pac-Man متصلان بخيط" يمضغان كرة وجبة خفيفة.
يعمل هذا الإنزيم الفائق الجديد على هضم البلاستيك بمعدل 6 مرات أسرع من إنزيم PETase الأصلي الذي تم اكتشافه في عام 2018.
هدفها هو البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) ، وهو أكثر اللدائن الحرارية شيوعًا المستخدمة في صناعة زجاجات المشروبات والملابس والسجاد ، والتي عادة ما تستغرق مئات السنين لتتحلل في البيئة.
أخبر البروفيسور جون ماكجيهان من جامعة بورتسموث وكالة الأنباء الفلسطينية أنه في الوقت الحالي ، نحصل على هذه الموارد الأساسية من الموارد الأحفورية مثل النفط والغاز الطبيعي. هذا في الواقع غير مستدام.
"ولكن إذا تمكنا من إضافة الإنزيمات إلى نفايات البلاستيك ، فيمكننا تفكيكها في غضون أيام قليلة."
في عام 2018 ، عثر البروفيسور ماكجيهان وفريقه على نسخة معدلة من إنزيم يسمى PETase يمكنه تكسير البلاستيك في غضون أيام قليلة.
في دراستهم الجديدة ، مزج فريق البحث PETase مع إنزيم آخر يسمى MHETase ووجدوا أن "قابلية هضم الزجاجات البلاستيكية قد تضاعفت تقريبًا".
بعد ذلك ، استخدم الباحثون الهندسة الوراثية لربط هذين الإنزيمين معًا في المختبر ، تمامًا مثل "ربط اثنين من باك مان بحبل".
"ستؤدي مادة PETase إلى تآكل سطح البلاستيك ، وسيؤدي MHETase إلى مزيد من القطع ، لذلك يبدو أنه من الطبيعي معرفة ما إذا كان بإمكاننا استخدامها معًا لتقليد الوضع في الطبيعة. قال الأستاذ ماكجيهان.
"أظهرت تجربتنا الأولى أنهم يعملون بشكل أفضل معًا ، لذلك قررنا محاولة ربطهم."
"يسعدنا جدًا أن نرى أن إنزيمنا الخيمري الجديد أسرع بثلاث مرات من الإنزيم المعزول المتطور بشكل طبيعي ، مما يفتح آفاقًا جديدة لمزيد من التحسينات."
استخدم البروفيسور ماكجيهان أيضًا مصدر ضوء الماس ، وهو سنكروترون يقع في أوكسفوردشاير. إنه يستخدم أشعة سينية قوية أكثر سطوعًا من الشمس بعشرة مليارات مرة كمجهر ، وهو قوي بما يكفي لرؤية الذرات الفردية.
سمح ذلك لفريق البحث بتحديد البنية ثلاثية الأبعاد لإنزيم MHETase وتزويدهم بمخطط جزيئي لبدء تصميم نظام إنزيم أسرع.
بالإضافة إلى PET ، يمكن أيضًا استخدام هذا الإنزيم الفائق في PEF (بولي إيثيلين فورانات) ، وهو بلاستيك حيوي قائم على السكر يستخدم في زجاجات البيرة ، على الرغم من أنه لا يمكنه تكسير الأنواع الأخرى من البلاستيك.
يبحث الفريق حاليًا عن طرق لزيادة تسريع عملية التحلل بحيث يمكن استخدام التكنولوجيا لأغراض تجارية.
قال البروفيسور ماكجيهان: "كلما أسرعنا في صنع الإنزيمات ، كلما أسرعنا في تحلل البلاستيك ، وزادت جدواه التجارية".
تم نشر هذا البحث في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.
