Американські дослідники створили генетично модифіковані бактерії, здатні розкладати дуже міцний пластик. У процесі використання матеріалу мікроорганізми роблять його ще жорсткішим, а після того, як він потрапить на звалище, вони розкладуть його за короткий час.
Пластик – універсальний матеріал сучасності: він дешевий, хімічно стійкий і довговічний. Проте саме остання властивість ускладнює його переробку. Пластик розкладається десятки, а іноді й сотні років, тому такі відходи забруднюють землю та океани. Саме тому вчені всього світу постійно думають над тим, як розщеплювати пластик у найефективніший спосіб, і в останні роки були відкриті бактерії, які можуть це робити.
Rhodococcus ruber, наприклад, може харчуватися пластиком, знищуючи до 1,2 відсотка ваги поліетилену, який щороку потрапляє до світового океану. Однак для цього потрібні відповідні умови навколишнього середовища, а сам пластик, який можуть розщеплювати такі бактерії, зазвичай м’який. Набагато складніша ситуація з міцними матеріалами, такими як термопластичний поліуретан, з якого виготовляють взуття, автомобільні деталі, чохли для телефонів та багато інших побутових товарів. Поки що цей вид пластику взагалі не піддається переробці.
Вирішити цю проблему вирішили вчені з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго (США). Вони звернули увагу на Bacillus subtilis – вид грампозитивних бактерій, який отримують з екстракту сіна. Бактерія зустрічається всюди – від кишечника людей і тварин до повітря і води. Ці ж мікроорганізми здатні розкладати пластик.
Дослідники запропонували ввести Bacillus subtilis у сам матеріал. Бактерія не розкладатиме пластик, доки він не потрапить на сміттєзвалище і не контактуватиме з ґрунтом. Щоб вона почала виробляти ферменти, пластик має бути закопаний у компост. Тому користуватися такими виробами можна скільки завгодно довго. Але є проблема: висока температура, яка використовується при виробництві пластику, вбиває більшість бактеріальних спор.
Тому вчені створили ГМО-мікроби Bacillus subtilis, які можуть витримувати високу температуру, і виявили, що від 96 до 100 відсотків спор таких бактерій можуть вижити при температурі переробки пластику 135 градусів за Цельсієм. Це дуже багатообіцяючий результат, оскільки негенетично модифіковані бактерії витримують таку температуру лише близько 20 відсотків часу.
Після цього дослідники перевірили, наскільки добре Bacillus subtilis розкладає пластик. Виявилося, що при концентрації до одного відсотка від ваги пластику мікроорганізми розкладають понад 90 відсотків матеріалу протягом п’яти місяців після поховання в компості. Вчені також виявили ще один приємний бонус: пластик, виготовлений за допомогою Bacillus subtilis, на 37% міцніший і на 30% менш схильний до розриву, ніж звичайний термопластичний поліуретан. Таким чином, спори бактерій діють на матеріал як зміцнюючий наповнювач.
Дослідження опубліковано в журналі Nature Communications.
