11 мая 2023
Эти организмы могут помочь нам избавиться от огромных скоплений мусора на планете
Ученые из Швейцарии нашли микроорганизмы, чьи ферменты могут переваривать различные виды пластика. Около двух десятков штаммов оказались эффективны для утилизации полиуретана и распространенных полимерных смесей. В отличие от уже используемых бактерий, новым не требуется для работы много энергии, соответственно, процесс переработки пластика может стать безвреднее и дешевле. Исследование опубликовано в журнале Frontiers in Microbiology.
Для борьбы с загрязнением планеты пластиком сегодня активно используется биоинженерия. Ученые ищут и культивируют микроорганизмы, способные перерабатывать полимеры, которые в большом количестве попадают в природу. Несколько уже открытых бактерий с такими свойствами ферментов применяют в промышленном масштабе. Но у метода есть серьезные ограничения: микробы выполняют свою работу только при температурах выше 30 °C. Это означает, что требуется постоянный нагрев, а процесс оставляет углеродный след и является дорогостоящим.
Решением этой проблемы могли стать микроорганизмы, способные переваривать пластик, при более низких температурах. И швейцарские ученые знали, где искать: в Альпийском высокогорье своей страны и полярных регионах. Команда отобрала 19 штаммов бактерий и 15 грибов, которые обнаружили на свободно лежащем или закопанном пластиковом мусоре в альпийских и арктических почвах Швейцарии, а также в Гренландии и на Шпицбергене.
В лаборатории ученые идентифицировали штаммы молекулярными методами и культивировали каждый изолированно, в темноте при 15 °C. Подросшим микроорганизмам предложили «попробовать» стерильные образцы различного пластика: от обычного полиэтилена, который не разлагается, до биоразлагаемых пластмасс полиэфира-полиуретана (PUR) и смесей полибутилен-адипат-терефталата (PBAT) и полимолочной кислоты (PLA).
Тесты показали, что ни один из штаммов не переваривает полиэтилен, даже когда их держали на образце более 120 дней. Однако со всеми остальными образцами бактерии и грибы справились: 19 штаммов переработали диспергированный полиуретан при 15 °C, а 14 грибов и три бактерии при той же температуре смогли переварить пластиковые смеси PBAT и PLA.
«Лучшие результаты показали два нехарактерных вида грибов родов Neodevriesia и Lachnellula: они могут переваривать все протестированные пластмассы, кроме полиэтилена», — говорит микробиолог Джоэл Рюти из Швейцарского федерального института исследований лесов, снега и ландшафта.
Испытания способностей бактерий и грибов проводили только при 15 °C. Возможно, будущие эксперименты покажут, что они могут работать при температуре еще ниже. Большинство из этих культур хорошо растут в природе при диапазоне от 4 до 20° C.
