Naučnici su stvorili „živu plastiku“ koja se samouništava kada materijal počne da erodira.
U procesu kompostiranja, novi proizvod se raspada u roku od mesec dana, u poređenju sa tradicionalnijim verzijama kojima je potrebno do 55 dana da se razgrade pod istim uslovima.
Tehnologija koja daje nadu inspirisana je snagom proteina za žvakanje plastike, koje prirodno proizvodi vrsta bakterija otkrivena 2016. godine u postrojenju za reciklažu u Japanu.
U godinama otkako su naučnici pronašli nekoliko drugih vrsta bakterija koje su razvile enzime da jedu plastiku, a ovi prirodni proteini inspirisali su sintetičke verzije koje su još gladnije našeg otpada.
Istraživači Kineske akademije nauka (CAS), predvođeni sintetičkim biologom Čenvangom Tangom, sada su otkrili kako da ispeku bakterijske spore koje luče ove enzime u samu strukturu polikaprolaktonske (PCL) plastike.
Na taj način, kada plastika počne da se razgrađuje, ovi novooslobođeni enzimi mogu završiti zadatak.
Budući da su veliki, složeni proteini, enzimi su često nestabilni ili čak krhki. Tako su istraživači konstruisali gen za enzim lipaze iz bakterije Burkholderia cepacia (BC) u DNK drugog mikroba zvanog Bacillus subtilis, koji je u obliku spora otporan na visoke temperature i pritiske.
Kako površina plastike erodira, oslobođene spore počinju da klijaju. Rastuća B. subtilis tada eksprimira svoju kopiju BC-lipaze, koja počinje da radi skoro potpuno degradirajući PCL molekule.
Kada je druga lipaza koju proizvodi kvasac Candida antarctica korišćena da se ubrza proces, plastika se razgradila u roku od nedelju dana, otkrili su Tang i njegove kolege iz CAS-a. Nasuprot tome, tradicionalna PCL plastika tretirana na isti način i dalje postoji nakon tri nedelje.
Temperature i pritisci potrebni za stvaranje PCL-a nisu tako ekstremni kao uslovi potrebni za drugu plastiku. Da bi testirali da li spore mogu da prežive obradu potrebnu za stvaranje druge plastike, istraživači u CAS-u su konstruisali bakterije da eksprimiraju fluorescentne markere.
Testirani plastični proizvodi uključuju PBS (polibutilen sukcinat), PBAT (polibutilen adipat-ko-tereftalat), PLA (polimlečna kiselina), PHA (polihidroksialkanoati), pa čak i PET (polietilen tereftalat) plastiku, kojoj su potrebne temperature do 300 o C. Kada se fizički razgradi ili prokuva, plastika umetnuta u spore počela je da sija.
Ovo sugeriše da spore preživljavaju ‘proces pečenja’ i oslobađaju svoj sadržaj kada se erozija pokrene baš kao što je planirano.
„Živa plastika je ostala stabilna kada je bila natopljena sodom (Sprite) tokom 60 dana, što sugeriše njihovu potencijalnu upotrebu kao materijala za pakovanje“, dodaje istraživački tim u CAS-u.
Plastika je takođe bila u stanju da se „u potpunosti raspadne bez dodavanja antibiotika, naglašavajući robusnost sistema.
Iako je studija samo dokaz koncepta, ona je intrigantno rešenje za rastući problem zagađenja plastikom.
U poslednje dve decenije ili više, proizvodnja plastike se udvostručila, a ipak u isto vreme postaje previše jasno koliko veliki problem plastični proizvodi predstavljaju za životnu sredinu.
Tim iz CAS-a se nada da će njihova nova tehnika jednog dana inspirisati održive, biorazgradive materijale koji ne zagađuju našu planetu vekovima nakon samo jedne upotrebe.
Studija je objavljena u časopisu Nature Chemical Biology.
