Jak zostały odnalezione?

Podczas kilku ekspedycji naukowcom udało się wydobyć wiele fragmentów plastikowych śmieci, posiadających widoczne ślady częściowej degradacji. Zapoczątkowało to analizę pobliskiego środowiska mającą na celu wyodrębnienie bakterii, które bytowały w ścisłym sąsiedztwie rozłożonych resztek plastiku. Kolejny etap badań polegał na przeprowadzeniu analizy genomu mikrobów, a dokładnie sekwencjonowania DNA, którego wyniki pozwoliły wnioskować, że to właśnie Ideonella sakaiensis posiadają zestaw enzymów umożliwiający rozkład politereftalenu etylenu.

Przebieg rozkładu

Mikroby, aby uzyskać energię z politereftalenu najpierw hydrolizują PET korzystając z enzymu o nazwie hydrolaza PET do kwasu mono(2-hydroksyetylo)tereftalowego(MHET), a następnie przy pomocy hydrolazy MHET uzyskiwany jest  glikol polietylowy i kwas tereftalowy, będące bezpośrednim źródłem do wytworzenia energii przez bakterie.               

This false-color SEM (scanning     electron microscopy) image shows Ideonella sakaiensis.

Image credit: Shosuke Yoshida et al.

Czas trwania biodegradacji w warunkach laboratoryjnych

Badania jednoznacznie wskazują, że proces biodegradacji jest procesem długotrwałym. Dokończenie rozkładu częściowo już rozłożonej warstwy tworzywa wykonanego z PET zajęło Ideonella sakaiensis około sześciu tygodni. Jednak należy pamiętać, że często odpady wykonane z politereftalenu zalegają na wysypiskach setki lat. Dlatego do głowy nasuwa się pomysł, że może warto zająć się opracowywaniem biopreparatu bazującego na szczepie Ideonella sakaiensis, który może chociaż częściowo przyspieszy czas degradacji zalegających plastikowych odpadów?

Przykłady innych mikroorganizmów rozkładających PET

Trzeba zauważyć, że zdolność do biodegradacji PET została odkryta już wcześniej u takich grzybów jak: Fusarium solani, Aspergillus oryzae, Thermomyces insolens, Thermomyces lanuginosus, które posiadają w swoim bogatym zestawie umożliwiające rozkład enzymy kutynazy, lipazy i estrazy.

Geny kodujące enzymy Ideonella sakaiensis nadzieją dla recyklingu?

Z biotechnologicznego punktu widzenia geny, które kodują enzymy odpowiedzialne za rozkład PET można przy pomocy technik rekombinacji genetycznej wprowadzić do innych bakterii, których metabolizm i warunki hodowli są dobrze poznane i mało rygorystyczne. To pozwoliłoby na masową skalę tworzyć preparaty mikrobiologiczne, które pomogłyby i usprawniłyby usunięcie niechcianego politereftalenu stanowiącego zanieczyszczenie dla środowiska.

Wojciech Cichocki