มอสโก 11 มีนาคม - RIA Novostiนักชีววิทยาระดับโมเลกุลชาวญี่ปุ่นได้ค้นพบแบคทีเรียที่ผิดปกติซึ่งสามารถ "กิน" ลาฟซานและพลาสติกประเภทอื่นๆ ได้ และสกัดเอนไซม์ที่รับผิดชอบในการสลายตัวของโพลีเมอร์เหล่านี้ออกมา ตามบทความที่ตีพิมพ์ในวารสาร Science

ทุกๆ ปี ขยะพลาสติกประมาณ 300 ล้านตันจะถูกนำไปฝังกลบโลก ซึ่งส่วนใหญ่ไม่ได้ถูกย่อยสลายโดยจุลินทรีย์ในดินและยังคงไม่ถูกแตะต้องเป็นเวลาหลายสิบหรือหลายร้อยปี อนุภาคพลาสติกจำนวนมากจบลงในน่านน้ำของมหาสมุทรโลก ซึ่งพวกมันเข้าไปในท้องของปลาและนก และมักจะทำให้พวกมันเสียชีวิต

Kenji Miyamoto จากมหาวิทยาลัย Keio ในเมืองโยโกฮาม่า ประเทศญี่ปุ่น และเพื่อนร่วมงานของเขาค้นพบวิธีกำจัดกองขยะจำนวนมากโดยการศึกษาว่าแบคทีเรียในชุมชนต่างๆ มีปฏิกิริยาอย่างไรต่อการมีอยู่ของโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต (PET) เทอร์โมพลาสติกนี้หรือที่เรียกว่า lavsan ใช้ในการผลิตขวดพลาสติก เสื้อผ้า ฟิล์ม และสื่อบันทึกอื่นๆ PET คิดเป็นสัดส่วนหนึ่งในหกของขยะพลาสติกทั้งหมดบนโลก

ในระหว่างการวิจัย นักวิทยาศาสตร์ได้เดินทางไปยังธรรมชาติหลายครั้ง โดยสามารถค้นหาและแยกขยะพลาสติกได้มากกว่า 250 ชิ้น ซึ่งบางส่วนมีร่องรอยของการย่อยสลายบางส่วน นักชีววิทยาวิเคราะห์จีโนมของแบคทีเรียที่อาศัยอยู่ในดินถัดจากอนุภาคพลาสติกเหล่านี้ และพยายามระบุจีโนมของแบคทีเรียที่สามารถเลี้ยง PET ได้ เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ได้มีการเพาะเลี้ยงจุลินทรีย์บนฟิล์มโพลีเมอร์บางๆ

นักวิทยาศาสตร์โชคดี - พวกเขาค้นพบว่าแบคทีเรียในดินทั่วไป Ideonella sakaiensis สามารถมีชีวิตอยู่ได้ด้วย "อาหาร" ของ lavsan 100% และสลายโมเลกุลของมันให้เป็นน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์

นักวิทยาศาสตร์สนใจว่าแบคทีเรีย "กินพลาสติก" นี้สลายโซ่ PET ออกเป็นหน่วยเดียวและกินพวกมันได้อย่างไร เพื่อตอบคำถามนี้ นักชีววิทยาได้วิเคราะห์โครงสร้าง DNA ของจุลินทรีย์และพบว่ามีเอนไซม์เพียงสองตัวเท่านั้นที่รับผิดชอบต่อการทำลายพลาสติก

ประการแรกที่เรียกว่า PEPase จะสลายการเชื่อมต่อโพลีเมอร์ขนาดยาวเป็น "อิฐ" ของโมเลกุลเอทิลีนไกลคอลและกรดเทเรฟทาลิกหนึ่งโมเลกุลก่อนที่พลาสติกจะเข้าสู่แบคทีเรีย เอนไซม์ตัวที่สอง MHET ไฮโดรเลส จะสลายหน่วยเหล่านี้เป็นเอทิลีนไกลคอลและกรดเทเรฟทาลิก ซึ่งจุลินทรีย์จะนำไปใช้ในกิจกรรมชีวิตของมัน

กระบวนการสลายตัวของพลาสติกดำเนินไปค่อนข้างช้า - แบคทีเรีย "เสร็จสิ้น" ภาพยนตร์ที่นักวิทยาศาสตร์เสนอให้พวกเขาเพียงหกสัปดาห์หลังจากเริ่มการทดลอง แต่เนื่องจากขยะพลาสติกดังกล่าว “มีชีวิตอยู่” ในหลุมฝังกลบเป็นเวลาประมาณ 70-100 ปี การเพิ่มอาณานิคมของ Ideonella sakaiensis ลงในกองขยะสามารถเร่งการย่อยสลายได้อย่างมาก นอกจากนี้ นักวิทยาศาสตร์ยังแนะนำว่าเอนไซม์เวอร์ชันสังเคราะห์สามารถนำมาใช้ในการรีไซเคิลและทำลายพลาสติกได้

5 เรตติ้ง 5.00

- 5.0 จาก 5 ขึ้นอยู่กับ 3 โหวต

นักเรียนเพาะพันธุ์แบคทีเรียที่แปรรูปพลาสติก

ในไม่ช้า ปัญหาการทำลายวัสดุโพลีเมอร์อย่างรวดเร็วจะได้รับการแก้ไขอย่างสมบูรณ์ด้วยการค้นพบโดยนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาอายุ 23 ปีจากภาควิชาชีววิทยาประยุกต์และจุลชีววิทยา Anna Kashirskaya จาก Astrakhan

การทดลองของนักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์กินเวลาเกือบทศวรรษ แอนนาเริ่มทำงานกับแบคทีเรียในปี 2549 เมื่อเธอเข้าเรียนในชมรม "Young Microbiologist" ที่ ASTU ทุกวันนี้ Kashirskaya เองก็เป็นผู้นำเยาวชนที่มีพรสวรรค์ที่เข้าร่วมแวดวงนี้ ในช่วงเวลานี้ เธอสามารถแยกแบคทีเรียที่ละลายวัสดุโพลีเมอร์ในน้ำได้เกือบทั้งหมด

การค้นพบนี้กระตุ้นความสนใจไม่เพียงเฉพาะในหมู่ผู้เชี่ยวชาญเท่านั้น งานของ Kashirskaya ได้รับการชื่นชมอย่างสูงจากผู้นำระดับภูมิภาค โดยเฉพาะอย่างยิ่งโดย Alexander Zhilkin ผู้ว่าการภูมิภาค Astrakhan ซึ่งสัญญาว่าจะสนับสนุนอย่างเต็มที่ไม่เพียง แต่ Anna เท่านั้น แต่ยังรวมถึงนักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ของ Astrakhan อีกด้วย

แอนนาพูดว่าต่อไปนี้:

“ครอบครัวของฉันเป็นคนธรรมดาที่สุด: พ่อ แม่ น้องชาย ไม่มีใครเกี่ยวข้องกับวิทยาศาสตร์ แม้ว่าน้องชายของฉันก็เริ่มเข้าร่วมสมาคมสร้างสรรค์ "Young Microbiologist" ภายใต้การนำของฉันด้วย นอกเหนือจากการศึกษาระดับสูงกว่าปริญญาตรีแล้ว ฉันยังเป็นผู้ช่วยและวิศวกรชั้นนำของภาควิชาชีววิทยาประยุกต์และจุลชีววิทยาที่ ASTU ฉันเป็นผู้อำนวยการของ "Young Microbiologist" ซึ่งตัวฉันเองได้เริ่มศึกษาด้านจุลชีววิทยา ฉันมีงานอดิเรกมากมาย กับ วัยเด็กศึกษาเสียงร้องเข้าร่วมการแข่งขันระดับภูมิภาคและรัสเซียทั้งหมด นอกจากนี้เธอยังเรียนเปียโนและกีตาร์ที่โรงเรียนดนตรีอีกด้วย ฉันเล่นวอลเลย์บอลมา 11 ปี ฉันยังชอบเย็บของเล่นนุ่มๆ ด้วย”

ปัญหาสิ่งแวดล้อมไม่ได้ทำให้ผู้คนเฉยเมย การกำจัดขยะพลาสติกมีหลายวิธี ส่วนใหญ่มักเป็นการเผาหรือการฝังศพแบบธรรมดา คุณเข้าใจว่าสิ่งนี้ทำให้เกิดอันตรายร้ายแรง สิ่งแวดล้อม. ปัจจุบันประชาชนกำลังพยายามส่งเสริม “เทคโนโลยีสีเขียว” อย่างจริงจัง สาขาต่างๆ(เชื้อเพลิงชีวภาพในระบบนิเวศ บรรจุภัณฑ์ชีวภาพ ฯลฯ) ฉันหวังเป็นอย่างยิ่งว่าการพัฒนาของฉันจะได้รับการสรุปเชิงตรรกะและการนำไปปฏิบัติในระบบนิเวศของภูมิภาคของเรา และอาจรวมถึงรัสเซียด้วย และสิ่งนี้จะช่วยลดภาระที่เกิดกับชีวมณฑลจากขยะพลาสติกที่สะสมอยู่จำนวนมาก แน่นอนว่าฉันต้องการใช้โซลูชันตามการพัฒนาของฉันทั่วประเทศ สามารถฉีดพ่นทั่วพื้นที่ฝังกลบซึ่งเป็นที่เก็บขยะโพลีเมอร์ทั้งหมดเป็นระยะๆ และเห็ดก็จะค่อยๆทำลายมัน สิ่งนี้จะช่วยเร่งกระบวนการสลายตัวของพลาสติกได้อย่างมาก โดยวิธีการที่ผลิตภัณฑ์ที่ย่อยสลายสามารถใช้เป็นปุ๋ยได้ ผลลัพธ์ที่ได้คือการผลิตที่ปราศจากขยะอย่างแน่นอน”

นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างเอนไซม์ที่สามารถทำลายพลาสติก และทำงานได้ดีกับขวดพลาสติกโดยเฉพาะ ความสำเร็จนี้จะช่วยให้คุณรับมือกับมันได้ เป็นจำนวนมากพลาสติกที่ก่อให้เกิดมลพิษต่อโลก

ในปี 2559 มีการค้นพบแบคทีเรียที่สามารถกินพลาสติกได้ในหลุมฝังกลบในญี่ปุ่น กระบวนการที่มักใช้เวลาหลายศตวรรษใช้เวลาหลายวัน ขณะนี้นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุโครงสร้างของเอนไซม์ที่แบคทีเรียใช้สำหรับสิ่งนี้และสังเคราะห์ได้ เมื่อทีมทดสอบผลลัพธ์ของเอนไซม์ พบว่าดีกว่าเอนไซม์ดั้งเดิมที่ใช้โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต (PET) ซึ่งใช้ในการผลิตขวดเครื่องดื่ม

“ปรากฎว่าเราปรับปรุงเอนไซม์แล้ว “เราตกใจนิดหน่อย” ศาสตราจารย์จอห์น แมคกีฮาน แห่งมหาวิทยาลัยพอร์ตสมัธ ในสหราชอาณาจักรกล่าว - นี่คือการค้นพบที่แท้จริง ... มันเป็นการปรับปรุงเล็กน้อย 20% แต่นั่นไม่ใช่ประเด็น” McGeehan กล่าว - สิ่งที่เกิดขึ้นแสดงว่าเอนไซม์ยังไม่ได้รับการปรับปรุงประสิทธิภาพ สิ่งนี้ทำให้เรามีโอกาสนำเทคโนโลยีทั้งหมดที่ใช้มานานหลายปีมาพัฒนาเอนไซม์อื่นๆ และสร้างเอนไซม์ที่ทำงานเร็วเป็นพิเศษ”

นักวิจัยพิจารณาโครงสร้างของเอนไซม์โดยใช้ไดมอนด์ซินโครตรอน ซึ่งสามารถผลิตพลังงานที่ทรงพลังได้ การฉายรังสีเอกซ์ซึ่งช่วยให้คุณเห็นโครงสร้างของแต่ละอะตอมได้ เอนไซม์นี้มีลักษณะคล้ายกับเอนไซม์ที่แบคทีเรียมักใช้เพื่อสลายพอลิเมอร์คัทตินตามธรรมชาติ ซึ่งเป็นขี้ผึ้งที่มักเคลือบผิวหนังผลไม้

“เราหวังว่าจะใช้เอนไซม์นี้เพื่อแยกพลาสติกออกเป็นส่วนประกอบต่างๆ แล้วใช้อีกครั้งเพื่อผลิตพลาสติก ซึ่งหมายความว่าจะไม่จำเป็นต้องขุดอีกต่อไป น้ำมันมากขึ้นและจะสามารถลดปริมาณพลาสติกในสิ่งแวดล้อมได้” McGeehan กล่าว

การปรับปรุงอย่างหนึ่งที่เป็นไปได้คือการปลูกถ่ายเอนไซม์ไปเป็นแบคทีเรียเอ็กซ์ตรีโมไฟล์ที่สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงกว่า 70°C ที่อุณหภูมินี้ PET จะละลาย และเมื่ออยู่ในรูปแบบหลอมเหลว มันจะสลายตัวเร็วขึ้น 10-100 เท่า เชื้อราบางชนิดสามารถมีส่วนช่วยในการย่อยสลายพลาสติกได้ แต่แบคทีเรียนั้นนำไปใช้ในอุตสาหกรรมได้ง่ายกว่า

McGeehan มั่นใจในการทำลายพลาสติกประเภทอื่น ๆ จะเป็นไปได้ที่จะใช้แบคทีเรียที่กำลังพัฒนาอยู่ในสิ่งแวดล้อม แม้ว่าพลาสติกส่วนใหญ่จะอยู่ในมหาสมุทร แต่นักวิจัยหวังว่าจะสามารถขนส่งแบคทีเรียที่กินพลาสติกไปยังเศษซากเหล่านี้ได้

“ผมคิดว่านี่เป็นงานที่น่าสนใจมากและแสดงให้เห็นว่ามีศักยภาพในการใช้เอนไซม์เพื่อต่อสู้กับปัญหาขยะที่เพิ่มขึ้น” Oliver Jones นักเคมีกล่าว “เอนไซม์เหล่านี้ไม่เป็นพิษ ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ และสามารถผลิตได้ในปริมาณมากโดยจุลินทรีย์”

Bertocini นักวิจัยจาก Spanish Institute of Biomedicine and Biotechnology เริ่มสนใจปรากฏการณ์นี้และได้ทำการวิจัยร่วมกับนักชีวเคมีจากเคมบริดจ์ การทดลองทางวิทยาศาสตร์. นำตัวอ่อนประมาณร้อยตัวมาวางไว้ในที่ปกติ ถุงพลาสติกซื้อจากร้านในอังกฤษและเริ่มรอให้มีรูปรากฏขึ้น เมื่อปรากฎว่าตัวหนอนหนึ่งร้อยตัวสามารถจัดการกับโพลีเอทิลีน 92 มก. ได้ภายใน 12 ชั่วโมง

ทุก ๆ นาที มีการขายขวดพลาสติกประมาณหนึ่งล้านขวดทั่วโลก มีเพียง 14% เท่านั้นที่รีไซเคิลได้ ส่วนที่เหลือจำนวนมากลงเอยในมหาสมุทร ก่อให้เกิดมลพิษแม้แต่ในมุมที่ห่างไกลที่สุด ก่อให้เกิดอันตราย สัตว์ทะเลและอาจรวมถึงผู้บริโภคอาหารทะเลด้วย

ปัจจุบัน เส้นใยทึบแสงทำจากขวดรีไซเคิลมาทำเป็นเสื้อผ้าและพรม แต่ด้วยการใช้เอนไซม์จึงสามารถสร้างเอนไซม์ใหม่ขึ้นมาได้ ขวดพลาสติกทำให้ไม่ต้องผลิตพลาสติกเพิ่ม

ที่มา: newsland.com, Facepla.net

ด้วยการวิจัยเป็นเวลาหลายปี จึงสามารถค้นพบแบคทีเรียที่ใช้ขยะที่ย่อยสลายตามธรรมชาติมานานหลายศตวรรษเพื่อใช้เป็นอาหารได้ สิ่งนี้เรียกได้ว่าเป็นความก้าวหน้าอย่างแท้จริงในด้านการรีไซเคิลขยะโพลีเมอร์ ดังนั้นผู้สื่อข่าว RG จึงรีบไปที่ห้องปฏิบัติการของรัฐ Astrakhan มหาวิทยาลัยเทคนิค. นี่คือแหล่งเพาะพันธุ์จุลินทรีย์ที่กินพลาสติก

ผู้พัฒนาเทคโนโลยีใหม่กลายเป็น Anna Kashirskaya วัย 23 ปี นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาภาควิชาชีววิทยาประยุกต์และจุลชีววิทยาของมหาวิทยาลัย การทดลองซึ่งเริ่มต้นเมื่อแปดปีที่แล้ว ส่งผลให้เกิดการทำงานอย่างจริงจัง ซึ่งผู้เขียนหวังว่าจะได้พบกับการนำไปประยุกต์ใช้ในชีวิตจริงตามที่ผู้เขียนหวัง

ปัจจุบันผลิตภัณฑ์ที่ทำจากวัสดุโพลีเมอร์ถูกนำมาใช้ทุกที่ บางทีอาจจะไม่มีถุงพลาสติก สู่คนยุคใหม่มันยากที่จะจินตนาการถึงการไปที่ร้าน ภาชนะพลาสติกสำหรับใส่นมและน้ำผลไม้ได้เข้ามาแทนที่ภาชนะแก้วอย่างเด็ดขาด และผู้ประกอบการอุตสาหกรรมก็ใช้บรรจุภัณฑ์พลาสติกอย่างจริงจัง ซึ่งตามที่ผู้เชี่ยวชาญระบุว่าในปัจจุบันมีสัดส่วนถึง 40 เปอร์เซ็นต์ของทั้งหมด ขยะในครัวเรือน. ปัญหาการกำจัดขยะมูลฝอย ขยะในครัวเรือนในภูมิภาค เช่นเดียวกับทั่วรัสเซีย สถานการณ์รุนแรงมาก ทุกปี ขยะหลายพันตันจะถูกเก็บไว้ในสถานที่ฝังกลบชานเมือง ในขณะที่โรงงานแปรรูปขยะแห่งใหม่ขาดแคลนอย่างกว้างขวาง

เมื่อหมดอายุการใช้งาน พลาสติกและโพลีเอทิลีนจะถูกส่งไปยังสถานที่ฝังกลบ ซึ่งก่อให้เกิดอันตรายอย่างใหญ่หลวงต่อสิ่งแวดล้อม ในภูมิภาค Astrakhan และในภูมิภาคอื่น ๆ สิ่งนี้คุกคามภัยพิบัติหากไม่มีการคิดค้นวิธีการกำจัดสมัยใหม่ ฉันเข้าใจเรื่องนี้ตั้งแต่สมัยเรียน” Anna Kashirskaya กล่าว

ในปี 2549 ขณะอยู่ชั้นประถมศึกษาปีที่ 9 แอนนาซึ่งมีส่วนร่วมอย่างกระตือรือร้นในชมรม "Young Microbiologist" ที่ ASTU (วันนี้เธอกำลังมุ่งหน้าไปแล้ว) เริ่มทำการทดลอง

แปดปีที่แล้วฉันเอาชิ้นส่วนมา ถุงพลาสติกวัดสี่คูณสี่เซนติเมตรแล้วแช่ในน้ำกลั่นธรรมดาซึ่งฉันเติมดินเล็กน้อยจากพื้นที่รกร้างในท้องถิ่นและเกลืออนินทรีย์สองเปอร์เซ็นต์ หนึ่งเดือนต่อมา มีแผ่นฟิล์มสีเขียวเกิดขึ้นบนผิวน้ำ - มันคือสาหร่าย แน่นอนว่าของเหลวก็ระเหยไป เพื่อให้กระบวนการดำเนินต่อไปอย่างต่อเนื่อง ฉันจึงเติมน้ำลงในสารละลายเป็นประจำ” คู่สนทนาของฉันกล่าว

ผู้ทดลองนำผ้าเช็ดทำความสะอาดออกจากพื้นผิวของถุงทดลองเป็นระยะๆ ในไม่ช้าเธอก็สามารถแยกแบคทีเรียที่ก่อตัวอยู่ตลอดเวลาได้ พวกมันกลายเป็นแม่พิมพ์ไมโครไมซีตซึ่งมีโพลีเอทิลีนทำหน้าที่เป็นแหล่งอาหาร

ในระหว่างการศึกษาภายใต้กล้องจุลทรรศน์ ปรากฎว่าเชื้อราที่เติบโตบนพื้นผิวของโพลีเอทิลีนกินอนุภาคของมัน ในกรณีนี้โครงสร้างของโพลีเอทิลีนได้รับความเสียหาย ตลอดแปดปีที่ผ่านมา “ผู้ทดลอง” ลดน้ำหนักลงประมาณร้อยละ 30 และเปราะบางมาก ความแข็งแกร่งของเขาลดลงร้อยละ 96 ผู้วิจัยกล่าว

ปรากฎว่าเพิ่มอีกนิดหน่อยแพ็คเกจก็จะละลายหมด

คงจะดีมากถ้าใช้ความสำเร็จนี้นอกห้องปฏิบัติการ ในการดำเนินการนี้ ขั้นตอนแรกคือการแนะนำการรวบรวมขยะแบบแยกส่วน ตัวอย่างเช่น ขยะพลาสติกจะถูกรวบรวมและขนส่งแยกจากที่อื่น

แล้วพวกเขาจะต้องแช่ในสารละลายและเก็บไว้นานหลายสิบปีล่ะ? - ฉันสนใจ.

ทำไม ผลลัพธ์ที่ได้สามารถฉีดพ่นบนพื้นที่ฝังกลบเป็นระยะๆ ซึ่งขยะโพลีเมอร์ทั้งหมดจะถูกฝังไว้เป็นเวลาหลายศตวรรษ และเห็ดก็จะทำหน้าที่ของมันอย่างช้าๆ แต่แน่นอน ไม่ว่าในกรณีใดสิ่งนี้จะช่วยเร่งกระบวนการสลายตัวของพลาสติกให้เร็วขึ้นนักจุลชีววิทยามั่นใจ

นี่ไง แพ็คเกจเดียวกันเลย แอนนาหยิบมันขึ้นมาอย่างระมัดระวังด้วยแหนบจากก้นขวดแก้ว ภาชนะอื่นๆ ยังมีอนุภาคโพลีเอทิลีนอยู่ด้วย พวกเขาพยายามสร้างเงื่อนไขที่แตกต่างกันสำหรับพวกเขา ตัวอย่างเช่น พวกเขาปิดฝาไม่ให้เข้าถึงออกซิเจน โดยให้ความร้อนและความเย็น และทดลองกับปริมาณเกลือและ pH ที่แตกต่างกัน แต่กลับกลายเป็นว่าเห็ดกินพลาสติกต้องการอากาศเท่านั้น และอุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุดสำหรับพวกเขาคืออุณหภูมิห้อง

โดยวิธีการที่ผลิตภัณฑ์ที่ย่อยสลายสามารถใช้เป็นปุ๋ยได้ ด้วยวิธีนี้ การผลิตที่ปราศจากขยะจึงเกิดขึ้นได้” Anna Kashirskaya ให้ข้อโต้แย้งขั้นสุดท้าย

Alexander Zhilkin ผู้ว่าการภูมิภาค Astrakhan ซึ่งเข้าร่วมการประชุมนักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ที่ Anna Kashirskaya พูดมีความสนใจในการพัฒนามาก

โครงการนี้จะได้รับการสนับสนุนจากรัฐบาลส่วนภูมิภาค “เรายังตั้งใจที่จะสนับสนุนนักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์เพื่อให้พวกเขาสามารถบรรลุผลลัพธ์ที่น่าประทับใจยิ่งขึ้น และลดระยะเวลาการสลายตัวของขยะโพลีเมอร์ ซึ่งปัจจุบันถูกเก็บไว้ที่หลุมฝังกลบ Astrakhan” หัวหน้าภูมิภาคเน้นย้ำ

นักประดิษฐ์ Astrakhan เข้าร่วมการประชุมหลายครั้ง ซึ่งเธอพูดคุยอย่างกระตือรือร้นเกี่ยวกับวิธีปกป้องสิ่งแวดล้อมของเธอ เด็กหญิงคนนี้ได้กลายเป็นผู้ชนะการแข่งขันวิทยาศาสตร์และนวัตกรรมสำหรับเยาวชน "UMNIK" แล้ว แอนนาวางแผนที่จะใช้เงินช่วยเหลือที่ได้รับ - 400,000 รูเบิล - ในการทดลองเพิ่มเติมและการเตรียมห้องปฏิบัติการ

อนึ่ง

โพลีเอทิลีนเป็นสารที่ย่อยสลายยากที่สุดชนิดหนึ่ง มีความแข็งแรงสูง ทนน้ำ และไม่เฉื่อยทางเคมี มีหลายวิธีในการกำจัดขยะโพลีเมอร์ (การฝังกลบ การเผา การรีไซเคิล) แต่วิธีการเหล่านี้มีข้อเสียหลายประการ ในภูมิภาค Astrakhan พลาสติกไม่ได้รับการรีไซเคิล จากข้อมูลบางส่วน มีเพียง 53 เปอร์เซ็นต์ของ 300 แห่งเท่านั้นที่ได้รับอนุญาต เมื่อพลาสติกได้รับความร้อนและเผา จะก่อให้เกิดสารพิษ รวมถึงคาร์บอนมอนอกไซด์ ฟอร์มาลดีไฮด์ และอื่นๆ อีกมากมาย เป็นอันตรายต่อสุขภาพอย่างมากและก่อให้เกิดโรคร้ายแรงรวมทั้งมะเร็งด้วย การใช้เทคโนโลยีชีวภาพของ Astrakhan ช่วยลดสารพิษและทำให้สามารถทำลายโพลีเอทิลีนได้เร็วกว่าในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติหลายสิบเท่า

ขวด PET

แมตต์ มงตาญ / Flickr

นักชีววิทยาชาวญี่ปุ่นได้ค้นพบแบคทีเรียสายพันธุ์ใหม่ที่สามารถแปรรูปโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต (PET) ซึ่งเป็นพลาสติกประเภทหนึ่งที่พบมากที่สุด บทความสามารถพบได้ในนิตยสาร ศาสตร์สรุปโดยย่อโดยสมาคมอเมริกันเพื่อความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์

ผู้เขียนได้รวบรวมตัวอย่างดินและสิ่งสกปรกหลายร้อยตัวอย่างใกล้กับโรงงานรีไซเคิลขวด PET และวิเคราะห์ว่าแบคทีเรียชนิดใดอาศัยอยู่ในสภาวะดังกล่าว ในบรรดาตัวอย่าง นักชีววิทยาสามารถแยกสายพันธุ์แบคทีเรียได้ ไอเดโอเนลลา ซาไกเอนซิส 201-F6 ซึ่งสามารถไฮโดรไลซ์พลาสติกได้โดยใช้เอนไซม์พิเศษ ตามที่ผู้เขียนระบุ แบคทีเรียเหล่านี้สามารถแปรรูปโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลตฟิล์มบาง (0.2 มิลลิเมตร) ได้ภายในหกสัปดาห์ที่อุณหภูมิ 30°C สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าสิ่งมีชีวิตไม่เพียงแต่สลายโพลีเมอร์เท่านั้น แต่ยังใช้เป็นพลังงานอีกด้วย

ฟิล์มโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลตถูกทำลายโดยแบคทีเรีย

แบคทีเรียไฮโดรไลซ์โพลีเมอร์ในสองขั้นตอน ในระยะแรก จะถูกแปลงเป็นสารที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ คือ เอสเทอร์ของกรดโมโนไฮดรอกซีเอทิลเทเรฟทาลิก เอนไซม์ที่เรียกว่า PETase โดยนักวิทยาศาสตร์มีหน้าที่รับผิดชอบในการเปลี่ยนแปลงนี้ จากนั้นโมโนเมอร์จะถูกสลายตัวโดยเอนไซม์ตัวถัดไปคือ METase ส่งผลให้เกิดกรดเทเรฟทาลิกและเอทิลีนไกลคอล การเปลี่ยนแปลงเพิ่มเติมดังกล่าวได้อธิบายไว้เป็นอย่างดี

แผนการเผาผลาญโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต

โยชิดะ และคณะ / วิทยาศาสตร์, 2559

ผู้เขียนตั้งข้อสังเกตว่า PETase ไม่มีความคล้ายคลึงกันในแบคทีเรียที่เกี่ยวข้อง ซึ่งอาจบ่งบอกถึงวิวัฒนาการที่รวดเร็ว ตามที่นักชีววิทยา สิ่งนี้ยืนยันอีกครั้งว่า ประเภทต่างๆสามารถปรับตัวเข้ากับการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมได้อย่างรวดเร็ว

แม้ว่ากิจกรรมของเอนไซม์จะสูงกว่าแอนะล็อกอื่น ๆ ที่สามารถทำลายพลาสติกได้มาก แต่ก็ยังไม่มีประสิทธิภาพเพียงพอ ใช้ในเชิงพาณิชย์. ผู้เขียนหวังว่าจะได้รับคำตอบสำหรับคำถามที่ว่าอะไรทำให้มีความกระตือรือร้นมากขึ้น - สิ่งนี้สามารถช่วยสร้างเอนไซม์เทียมใหม่ซึ่งจะช่วยให้สามารถกำจัดขยะในครัวเรือนได้อย่างรวดเร็ว

วลาดิเมียร์ โคโรเลฟ