Jedan tim istraživača je tokom pretraživanja zemljišta jednog gradskog groblja u Lajpcigu pronašao sedam enzima koji su bili potpuno nepoznati do sada. Njihov zadatak tokom pretrage je bio da pokušaju da pronađu proteine koji bi razgrađivali, „izjedali“ PET plastiku.
PET (polietilen tereftalat) je vrsta plastike koja se najviše proizvodi na svijetu, a koja se obično koristi za flaše za piće ili pakovanja za voće i povrće. U isto vrijeme je u pitanju plastika kojoj treba izuzetno dugo vremena da se raspadne u prirodi. Primjera radi, jedna flašica za vodu, ukoliko se ne reciklira, ostaje u prirodi 450 godina. Iz tog razloga naučnici pokušavaju da pronađu enzime koji će ubrzati proces raspada plastike, kako bi smanjili plastični otpad u svijetu i time redukovali katastrofalan uticaj koji plastika ima po živi svijet u prirodi.
Konkretno, nije bilo pretjerano mnogo očekivanja prilikom uzimanja ovih uzorka, rekao je Kristijan Zonendeker, naučnik koji je predvodio istraživanje. To je bilo tek drugo groblje po kojem su kopali i smatrali su da su enzimi koji razgrađuju PET plastiku rijetki.
Ali jedan od tih enzima, nazvan PHL7 ih je iznenadio. Uspio je da „izjede“ čitav komad plastike za manje od jednog dana. To je dva puta brže od LCC-a, standardnog enzima koji se danas koristi u eksperimentima sa PET plastikom.
Kako bi se uvjerili da njihovo otkriće nije slučajno, naučnici su istovremeno uporedili mogućnost dva enzima da razgrade PET plastiku. Rezultat je bio isti. Novi enzim je bio daleko brži. Rezultate su zatim objavili u žurnalu „Hemistri Europe”.
„Mislio sam da ćemo morati da uzimamo uzorke sa stotina lokacija prije nego što naiđemo na neki od ovih enzima. Ali očigledno je da svugdje u prirodi postoje enzimi koji to rade“, rekao je Grejem Hau, koji proučava degradaciju PET plastike na Univerzitetu Kvins u Ontariu, Kanadi, a koji nije bio dio ovog naučnog tima.
Sveprisutnost PET plastike
Iako se PET plastika može reciklirati, ne može se biorazgraditi. Poput nuklearnog otpada, kada se PET plastika stvori, ona nikada ne nestaje. Može se samo preoblikovati u nove proizvode. Na primjer, od recikliranih flaša za vodu može se napraviti torba, ali kvalitet plastike slabi sa svakim ciklusom reciklaže. Većina PET proizvoda se na kraju pretvori u tepihe ili torbe, koje u najvećem broju slučajeva završe na deponiji.
Postoje dva načina da se riješi ovaj problem. Prvi je da se obustavi proizvodnja PET plastike, ali je materijal toliko sveprisutan, da čak i kada bi kompanije prestale da ga proizvode danas, i dalje bi postojali milioni praznih boca ili torbi rasuti po prirodi.
Drugi način je da nađe sistem za razgradnju plastike. Naučnici već decenijama pokušavaju da pronađu enzime koji će to uspjeti. Otkriće LCC-a iz 2012. godine predstavljalo je veliki pomak, jer je to bio prvi enzim koji je uspio da razgradi plastiku.
Otkrili su da enzim ne pravi razliku između prirodnih i sintetičkih polimera. Umjesto toga, prepoznao je PET plastiku kao prirodnu supstancu i izjedao isto kao i prirodni polimer. Zonendekerov tim je tako odlučio da pretraži nekoliko groblja i deponija, jer se tamo razgrađuje mnogo prirodnih polimera.
Poboljšanje postojeće tehnologije
Od otkrića LCC-a, naučnici poput Zonendekera su tražili nove enzime koji jedu PET u prirodi. LCC je efikasan, ali ima ograničenja, s obzirom da su mu i dalje potrebni dani da razradi plastiku, a reakcije moraju da se odvijaju na veoma visokim temperaturama.
Drugi naučnici i istraživači pokušavaju da dokuče kako LCC može da bude efikasniji. To trenutno radi kompanija „Karbios“ u Francuskoj, koja pravi LCC enzime tako da oni budu brži i efikasniji. Istraživači sa Univerziteta Teksas u Ostinu nedavno su uz pomoć vještačke inteligencije napravili protein koji jede PET za 24 časa.
Kod ovakvih istraživanja se ide od stvari koje su poznate, pri čemu naučnici samo poboljšavaju ono što je već otkriveno.
Iako će ovaj tip inženjeringa biti neophodan dok istraživači pokušavaju da stvore optimalni enzim za razgradnju PET-a, Zonendekerov rad pokazuje da je ovo tek vrh ledenog brijega u smislu potencijala enzima koji se pojavljuju u prirodi.
Naučnici smatraju da još nije dostignut maksimum onoga što može da se uradi sa ovim enzimima u odnosu kad je u pitanju razgradnja PET plastike.
Nova metoda razgradnje za nekoliko godina
I Zonendekerov novi enzim ima ograničenja. Iako može da razbije plastična pakovanja, još uvijek ne može da razgradi flaše. PET plastika od koje su ove boce napravljene je rastegnuta i stoga je dodatno hemijski izmijenjena na način koji je drugačiji od običnih plastičnih pakovanja.
Njegov tim je već osmislio metodu kojom se slabi PET plastika prije nego što se na njoj primijeni enzim, ali taj eksperiment je još uvijek u toku.
Zonendeker smatra da bi tehnologija koja koristi PHL7 za razgradnju PET plastike u velikim razmjerama mogla da bude spremna za oko četiri godini, što bi bile dobre vijesti kad su u pitanju napori da se zaštiti životna sredina i smanji plastični otpad, prenosi DW.
