Человечество ежегодно производит более 300 000 000 тонн пластика для использования в быту различных вещей: от упаковки пищевых продуктов до предметов одежды. Изобретение искусственных материалов было продиктовано необходимостью.
Перед наукой стоял вопрос, как остановить естественное разложение природных материалов и найти что-то новое и более устойчивое. Пластик способен имитировать свойства натуральных материалов, а также обладает совершенно новыми улучшенными качествами, таким как упругость, сопротивляемость к деформации, устойчивость разложению и т.д. Это расширило возможность использования пластика в различных областях промышленности, сельскохозяйственной отросли, медицине, быту.
Но когда мы избавляемся от использованных натуральных материалов, то они способны разлагаться естественным путем без выделения вредных веществ в окружающую среду. К сожалению, это нельзя сказать про пластмассовые, искусственные материалы. Каждый уголок нашей земли был омрачен от нашей зависимости от пластика.
И это стало огромной проблемой! Миллиарды тонн пластмассы, которую мы уже накопили, ежедневно отравляют окружающую среду. На сайте собраны уникальные материалы о проблеме, где можно посмотреть цифры, отчеты, поиск путей решения от различных международных организаций. Но совсем недавно ученым представилась возможность изучить феномен, как природа решила спасть сама себя, благодаря эволюционным механизмам.
Ученые-генетики случайно модифицировали фермент бактерии, который стал потреблять пластиковые отходы. Этот эксперимент может послужить решением глобальной проблемы – загрязнения пластиком окружающей среды включая мировой океан. Первые бактерии, поедающие ПЭТ (полиэтилентерефталат) были найдены в 2016 году японскими биологами на обследуемой ими почве территории завода по переработке пластмасс.
Этот новый вид бактерии назвали Ideonella sakaiensis. Команда японских биологов из Киото идентифицировали ген в ДНК бактерий, который отвечает за фермент, переваривающий ПЭТ. Пластик ПЭТ был запатентован 1940 году. В эволюционном плане это довольно недавно. Фермент, поедающий этот вид пластика, назвали ПЭТазой. В естественной среде ПЭТ может разлагаться столетиями, а с помощью фермента ПЭТаз бактерия сокращает срок разложения до нескольких дней.
В апреле 2018 года группа международных ученых случайным образом модифицировала фермент ПЭТаз, улучшив его способность разлагать пластик на 20 %. Хотя цифра небольшая, но ученым очевиден вывод: эти ферменты могут быть оптимизированы и дополнены.
Потребуется время, прежде чем эти инновации белковой инженерии и эволюции могут быть использованы для уничтожения миллиардов тонн пластмассы, которые человечество уже накопило. Но теперь экологи смотрят на проблему куда с большем оптимизмом.
