Курс на самознищення. Створено новий "живий" пластик, що розкладається за 55 днів

Відтоді як понад 150 років тому людство вперше розробило пластик, він став справжньою катастрофою для планети. На Землі навряд чи можна знайти місце, де б учені ще не знайшли крихітні шматочки цього матеріалу: частинки мікропластику було виявлено у воді, ґрунті та внутрішніх органах людини, а також у найглибшій точці океану та найвищій вершині планети, пише Science Alert.

Тепер вчені зосереджені на тому, щоб розробити методи знищення пластику або ж створити пластик, який буде повністю розкладатися. На щастя для людства, нова технологія, натхненна силою білків, що пожирають пластик, які природним чином виробляються видом бактерій, виявленим на підприємстві з перероблення в Японії ще 2016 року.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

У наступні кілька років учені виявили ще кілька інших видів бактерій, які виробили ферменти для поїдання пластику. Саме ці натуральні білки та надихнули команду на створення синтетичних версій, ще більш "жадібних" до наших відходів. У результаті команді з Китайської академії наук (CAS) вдалося створити новий продукт, якому знадобиться всього місяць, щоб повністю зникнути. Для порівняння, наявні традиційні версії матеріалу здатні руйнуватися лише за щонайменше 55 днів.

Робота була проведена під керівництвом синтетичного біолога Ченьвана Тана. У результаті команді вдалося з'ясувати, як запікати бактеріальні спори, що виділяють ці ферменти, в саму структуру пластику з полікапролактону (PCL). У результаті, коли пластик починає розкладатися, звільнені ферменти можуть завершити завдання.

Ферменти — великі та складні білки, а тому часто вони бувають нестабільними та навіть крихкими. Під час дослідження команда сконструювала ген ферменту ліпази з бактерії Burkholderia cepacia (BC) у ДНК іншого мікроба Bacillus subtilis. Останній у формі спор стійкий до високих температур і тиску.

Вчені зазначають, що в міру того, як поверхня пластику руйнуватиметься, спори звільнятимуться і проростатимуть. Потім B. subtilis, що зростає, експресує свою копію BC-ліпази, яка береться до роботи, майже повністю руйнуючи молекули PCL.

Дослідники також виявили, що при використанні другої ліпази, що виробляється дріжджами Candida antarctica, пластик розклався протягом тижня. При цьому традиційні пластики, оброблені таким чином, все ще зберігалися навіть через 3 тижні.

Зазначимо, що температура і тиск, необхідний для створення PCL, не настільки екстремальні порівняно з іншими пластиками. Вчені провели експеримент, щоб перевірити, чи зможуть спори пережити обробку, необхідну для виробництва інших пластиків. Результати показують, що новий спосіб підходить для виробництва PBS (полібутиленсукцинату), PBAT (полібутиленадипат-ко-терефталату), PLA (полімолочної кислоти), PHA (полігідроксіалканоатів) і навіть PET (поліетилентерефталату), де потрібна температура в 300 градусів за Цельсієм.

Під час експерименту вчені виявили, що при фізичному розкладанні або кип'ятінні пластик зі спорами почав світитися. Простими словами, це доводить, що спори здатні пережити "процес випікання" і все ще випускають вміст, коли запускається ерозія.

Раніше Фокус писав про те, що на гігантському звалищі в Тихому океані з'явилося те, що пожирає пластик.