В последние годы ученые обеспокоены проблемой глобального загрязнения воды и почвы пластиком. Поэтому особо важным стало открытие того, что некоторые бактерии могут расщеплять пластик. Однако долгое время не было понятно, как им удается это делать. Исследовательница из Лейденского университета (Нидерланды) проанализировала, как различные штаммы бактерий взаимодействуют с отходами пластика.
Ученая проанализировала 96 штаммов актинобактерий — стрептомицетов. Она воспользовалась коллекцией бактерий, которая хранится в Лейденском университете. Обычно исследователи использовали ее для разработки лекарств, но научная группа во главе с Джо-Энн Вершур (Jo-Anne Verschoor) решила узнать, смогут ли они перерабатывать пластик.
ПЭТ — один из самых распространенных видов пластика, который применяют в фармацевтике и пищевой промышленности, машиностроении, электротехнике и в быту.
В результате выяснилось, что почти 18% из них могут расщеплять полиэтилентерефталат (ПЭТ) и его олигомер бис(2-гидроксиэтил)терефталат (БГЭТ). Причем Вершур выяснила, что бактерии помогают разлагать намного больше пластика, если их «стимулировать». По словам авторов статьи, микроорганизмы начинают действовать, только когда они «голодны».
«В какой-то момент мы буквально „кормили“ бактерии мельчайшими частичками пластика и наблюдали, как недостаток пищи влияет на скорость переработки ПЭТ и БГЭТ», — отметила Джо-Энн Вершур.
Кроме того, биологи выяснили, что помогают бактериям в этом три вида ферментов эстеразы LIPA: ScLIPA, S2LIPA и S92LIPA. Во время экспериментов ученые удалили у бактерии Streptomyces coelicolor ген, отвечающий за фермент ScLIPА. Это привело к снижению деградации БГЭТ.
В то же время сверхэкспрессия (активация) генов, которые кодируют все варианты LIPA, значительно усилила разложение БГЭТ. Ученые также выяснили, что эффективнее всего бактерии «работали» при температуре примерно 25 градусов Цельсия и pH 7.
Благодаря этому исследованию круг микроорганизмов, которые могут перерабатывать пластик, значительно увеличился. Некоторые мировые компании уже приняли этот метод на вооружение и используют микроорганизмы и их ферменты для разложения различного вида пластмасс.
Исследование опубликовано в журнале Communications Biology.