Исследователи обнаружили в слюне восковых червей два фермента, которые естественным образом расщепляют обычный пластик в течение нескольких часов при комнатной температуре.
Полиэтилен — один из наиболее широко используемых пластиков в мире: он используется во всем: от пищевых контейнеров до сумок для покупок.К сожалению, его прочность также делает его стойким загрязнителем: полимер необходимо обрабатывать при высоких температурах, чтобы инициировать процесс разложения.
Слюна свиристеля содержит единственный фермент, который, как известно, действует на необработанный полиэтилен, что делает эти природные белки потенциально очень полезными для переработки.
Молекулярный биолог и пчеловод-любитель Федерика Бертоккини несколько лет назад случайно обнаружила способность восковых червей разлагать пластик.
«В конце сезона пчеловоды обычно оставляют несколько пустых ульев, чтобы весной вернуться на поле», — недавно рассказал Бертоккини агентству Франс Пресс.
Она очистила улей и поместила всех восковых червей в полиэтиленовые пакеты.Вернувшись через некоторое время, она обнаружила, что сумка «дырявая».
Свиристели (Galleria mellonella) — это личинки, которые со временем превращаются в недолговечную восковую моль.На личиночной стадии черви поселяются в улье, питаясь пчелиным воском и пыльцой.
После этого счастливого открытия Берточкини и ее команда из Центра биологических исследований Маргариты Салас в Мадриде приступили к анализу слюны свиристелей и опубликовали свои результаты в журнале Nature Communications.
Исследователи использовали два метода: гель-проникающую хроматографию, которая разделяет молекулы в зависимости от их размера, и газовую хроматографию-масс-спектрометрию, которая идентифицирует молекулярные фрагменты на основе их отношения массы к заряду.
Они подтвердили, что слюна действительно расщепляет длинные углеводородные цепи полиэтилена на более мелкие окисленные цепи.
Затем они использовали протеомный анализ, чтобы идентифицировать «несколько ферментов» в слюне, два из которых, как было доказано, окисляют полиэтилен, пишут исследователи.
Исследователи назвали ферменты «Деметра» и «Церера» в честь древнегреческих и римских богинь земледелия соответственно.
«Насколько нам известно, эти поливинилазы являются первыми ферментами, способными выполнять подобные модификации полиэтиленовых пленок при комнатной температуре за короткий период времени», — пишут исследователи.
Они добавили, что, поскольку два фермента преодолевают «первый и самый трудный этап процесса разложения», этот процесс может представлять собой «альтернативную парадигму» для управления отходами.
Бертоккини сообщил агентству AFP, что, хотя расследование находится на ранней стадии, ферменты могли быть смешаны с водой и вылиты на пластик на предприятиях по переработке.Их можно использовать в отдаленных районах без мусоропроводов или даже в индивидуальных домовладениях.
Согласно исследованию 2021 года, микробы и бактерии в океане и почве эволюционируют, чтобы питаться пластиком.
В 2016 году исследователи сообщили, что на свалке в Японии была обнаружена бактерия, расщепляющая полиэтилентерефталат (также известный как ПЭТ или полиэстер).Позже это вдохновило ученых на создание фермента, который мог бы быстро разрушать пластиковые бутылки из-под напитков.
Ежегодно в мире образуется около 400 миллионов тонн пластиковых отходов, около 30% из которых составляет полиэтилен.На данный момент только 10% из 7 миллиардов тонн отходов, образующихся в мире, были переработаны, в результате чего в мире осталось много отходов.
Сокращение и повторное использование материалов, несомненно, уменьшит воздействие пластиковых отходов на окружающую среду, но наличие набора инструментов для очистки от беспорядка может помочь нам решить проблему пластиковых отходов.
Время публикации: 07 августа 2023 г.
