Fuerscher hunn en Enzym identifizéiert an entwéckelt, dat e puer vun eise meescht verschmotzenden Plastiksprodukter verdaue a konsuméiere kann , wat Hoffnung fir Recycling a Bekämpfung vu Verschmotzung bitt.
Verschmotzung vu Plastik ass déi gréisst Ëmwelterausfuerderung weltwäit a Form vun der Plastikverschmotzung , an eng optimal Léisung fir dëst Problem ass nach ëmmer schwéier ze fannen. Déi meescht Plastik gëtt aus Pëtrol oder Äerdgas hiergestallt, déi net erneierbar Ressourcen sinn, déi mat energieintensiven Techniken gewonnen a veraarbecht ginn. Dofir ass seng Fabrikatioun a Produktioun selwer ganz zerstéierend fir fragil Ökosystemer. D'Zerstéierung vu Plastik (meeschtens duerch Verbrennung) verursaacht Loft-, Waasser- a Landverschmotzung . Ongeféier 79 Prozent vum Plastik, deen an de leschte 70 Joer produzéiert gouf, gouf ewechgehäit, entweder op Deponien oder an d'Ëmwelt am Allgemengen, während nëmmen ongeféier néng Prozent recycléiert ginn an de Rescht verbrannt gëtt. Dëse Verbrennungsprozess setzt vulnérabel Aarbechter gëftege Chemikalien aus, dorënner kriibserreegend Substanzen. Et gëtt gesot, datt d'Ozeaner ongeféier 51 Billiounen Mikroplastikpartikelen enthalen a lues a lues d'Mieresliewen ofbauen. E puer vun de Plastikmikropartikelen ginn an d'Loft ewechgeblosen, wat zu Verschmotzung féiert , an et ass eng reell Méiglechkeet, datt mir se inhaléieren. Keen hätt an den 1960er Joren viraussoe kënnen, datt d'Entstoe a Popularitéit vu Plastik enges Daags zu enger Laascht géife ginn, mat enormem Plastikoffall, deen an eise schéinen Ozeanen, an der Loft schwëmmt an op eise wäertvollen Lännereien entsuergt gëtt.
Plastikverpackunge sinn déi gréisst Bedrohung a korruptst Notzung vu Plastik. Mee de Problem ass, datt Plastiktuten iwwerall sinn, fir all klengen Zweck benotzt ginn, an et keng Kontroll iwwer hir Notzung gëtt. Dës Zort vu synthetesche Plastik degradéiert sech net biologesch, mee sammelt sech einfach op Deponien un a dréit zur Ëmweltverschmotzung bäi . Et gouf Initiativen fir e "komplette Plastikverbuet", besonnesch Polystyrol, deen a Verpackunge benotzt gëtt. Dëst féiert awer net zu de gewënschte Resultater, well Plastik nach ëmmer iwwerall am Land, an der Loft a Waasser präsent ass a stänneg wiisst. Et kann een ouni Risiko soen, datt Plastik vläicht net ëmmer mat bloussem A sichtbar ass, awer et ass iwwerall! Et ass schued, datt mir net fäeg sinn, d'Problem vum Recycling an der Entsuergung vum Plastikmaterial ze léisen.
An enger Studie, déi an de Proceedings of the National Academy of Sciences USA publizéiert gouf, hunn d'Fuerscher en natierlecht Enzym entdeckt , dat sech vu Plastik erniert. Dëst war eng zoufälleg Entdeckung, wéi si d'Struktur vun engem Enzym ënnersicht hunn, deen a recycléierbarem Offall an engem Zentrum a Japan fonnt gouf. Dëst Enzym, Ideonella sakaiensis 201-F6, ass fäeg, patentéierte Plastik PET oder Polyethylenterephthalat ze "friessen" oder sech dovun ze "ernieren", wat am heefegsten a Millioune Tonne Plastiksfläsche benotzt gëtt. D'Enzym huet et Bakterien am Fong erlaabt, de Plastik als hir Nahrungsquell ofzebauen. Et gëtt de Moment keng Recyclingléisunge fir PET, a Plastiksfläsche aus PET bleiwe scho méi wéi Honnerte vu Joer an der Ëmwelt. Dës Studie, déi vun Équipen vun der University of Portsmouth an dem National Renewable Energy Laboratory (NREL) vum United States Department of Energy geleet gouf, huet immens Hoffnung erweckt.
Déi ursprénglech Zilsetzung war et, déi dräidimensional Kristallstruktur vun dësem natierlechen Enzym (genannt PETase) ze bestëmmen an dës Informatioun ze benotzen, fir ze verstoen, wéi dësen Enzym genee funktionéiert. Si hunn en intensiven Röntgenstrahl – deen 10 Milliarden Mol méi hell ass wéi d'Sonn – benotzt, fir d'Struktur ze verstoen an eenzel Atomer ze gesinn. Sou staark Stralen hunn et erméiglecht, d'intern Funktiounsweis vum Enzym ze verstoen an hunn korrekt Pläng geliwwert, fir méi séier an effizient Enzymer ze konstruéieren. Et gouf festgestallt, datt PETase engem aneren Enzym mam Numm Cutinase ganz ähnlech ausgesäit, ausser datt PETase eng speziell Eegeschaft an eng méi "oppe" aktiv Plaz huet, vun där ugeholl gëtt, datt se kënschtlech Polymere enthält (amplaz vun den natierlechen). Dës Ënnerscheeder hunn direkt drop higewisen, datt PETase méi entwéckelt ka sinn, besonnesch an enger PET-halteger Ëmwelt, a sou PET ofbaue kéint. Si hunn déi aktiv Plaz vun PETase mutéiert, fir datt se méi no Cutinase ausgesäit. Wat duerno koum, war en total onerwaarten Resultat: de PETase-Mutant konnt PET nach besser ofbauen wéi déi natierlech PETase. Sou hunn d'Fuerscher beim Versteesdemech an der Verbesserung vun der Fäegkeet vum natierlechen Enzym aus Versehen en neit Enzym entwéckelt, dat nach besser war wéi dat natierlecht Enzym fir PET- Plastik ofzebauen . Dëst Enzym kéint och Polyethylenfurandicarboxylat oder PEF ofbauen, en biobaséierten Ersatz fir PET-Plastik. Dëst huet Hoffnung geschenkt, aner Substrate wéi PEF (Polyethylenfuranoat) oder souguer PBS (Polybutylensuccinat) unzegoen. D'Instrumenter fir d'Enzymtechnologie an -evolutioun kënne kontinuéierlech fir weider Verbesserung agesat ginn. D'Fuerscher sichen no engem Wee fir den Enzym ze verbesseren, sou datt seng Funktioun an engem mächtege groussindustrielle System integréiert ka ginn. Den Ingenieursprozess ass ganz ähnlech wéi Enzymer, déi de Moment a Biowäschmëttel oder bei der Produktioun vu Biokraftstoffer benotzt ginn. D'Technologie existéiert an dofir sollt d'industriell Rentabilitéit an de kommende Jore realiséierbar sinn.
Weider Fuerschung ass néideg fir e puer Aspekter vun dëser Etude ze verstoen. Als éischt brécht den Enzym méi grouss Plastikstécker a méi kleng Stécker of, dofir ënnerstëtzt et d'Recycling vu Plastiksfläschen awer all dëse Plastik muss als éischt erëmgeholl ginn. Dëse "méi klengen" Plastik, wann et erëmfonnt gëtt, kéint benotzt ginn fir se zréck op Plastiksfläschen ze maachen. D'Enzym kann net wierklech "goen a Plastik eleng fannen" an der Ëmwelt. Eng proposéiert Optioun kéint sinn dëst Enzym an e puer Bakterien ze planzen, déi Plastik mat engem méi héijen Taux ofbriechen an héich Temperaturen widderstoen. Och laangfristeg Impakt vun dësem Enzym muss nach verstane ginn.
Den Impakt vun enger sou innovativer Léisung fir Plastikmüll ze bekämpfen wier weltwäit ganz héich. Mir probéieren de Plastikproblem ze léisen, zënter datt Plastik selwer opgedaucht ass. Et gëtt Gesetzer, déi d'Benotzung vu Plastik aus Eenzelprodukter verbidden, an och recycléierte Plastik gëtt elo iwwerall favoriséiert. Souguer kleng Schrëtt, wéi d'Verbuet vu Plastiksäck a Supermarchéen, goufen an de Medien opgedeckt. De Punkt ass, mir mussen séier handelen, wa mir eise Planéit virun der Plastikverschmotzung wëlle schützen . Mir mussen awer weiderhin d'Recycling an eisem Alldag aféieren an eis Kanner encouragéieren, dat och ze maachen. Mir brauchen ëmmer nach eng gutt laangfristeg Léisung, déi Hand an Hand mat eisen eegenen individuellen Efforte ka goen. Dës Fuerschung markéiert den Ufank fir ee vun de gréisste Problemer, mat deenen eise Planéit konfrontéiert ass, ze léisen.
***
Source (en)
Harry P et al. 2018. Charakteriséierung an Entwécklung vun enger plastikofbauender aromatescher Polyesterase. Proceedings of the National Academy of Sciences. https://doi.org/10.1073/pnas.1718804115
***
