Els investigadors han identificat i dissenyat un enzim que pot digerir i consumir alguns dels nostres més contaminants. plàstica donant una esperança per al reciclatge i la lluita pol · lució
Contaminant plàstica és el repte ambiental més gran del món en forma de plàstic pol · lució i la solució òptima a aquest problema encara segueix sent esquiva. La majoria plàstica s'elaboren a partir de petroli o gas natural que són recursos no renovables que s'extreuen i processen mitjançant tècniques intensives en energia. Així, la seva fabricació i producció en si és molt destructiva per als ecosistemes fràgils. La destrucció del plàstic (principalment per incineració) provoca aire, aigua i terra pol · lució. Al voltant del 79% del plàstic produït durant els darrers 70 anys s'ha llençat, ja sigui als abocadors o al medi ambient general, mentre que només un nou per cent es recicla i la resta s'incinera. Aquest procés d'incineració exposa els treballadors vulnerables a substàncies químiques tòxiques que inclouen substàncies cancerígenes. Es diu que els oceans contenen uns 51 bilions de partícules microplàstiques i estan esgotant lentament la vida marina. Algunes de les micropartícules de plàstic s'expulsen a l'aire pol · lució i és una possibilitat real que els estiguem inhalant. Ningú podria haver predit als anys 1960 que l'arribada i la popularitat dels plàstics es convertirien algun dia en una càrrega amb enormes residus plàstics que es troben flotant als nostres bells oceans, a l'aire i abocats a les nostres precioses terres.
Plàstic Els envasos són l'amenaça més gran i l'ús més corrupte dels plàstics. Però el problema és que la bossa de plàstic és a tot arreu, s'utilitza per a tots els propòsits i no hi ha control sobre el seu ús. Aquest tipus de plàstic sintètic no es biodegrada, sinó que només s'asseu i s'acumula als abocadors i contribueix al medi ambient. pol · lució. Hi ha hagut iniciatives per a la "prohibició total del plàstic", especialment el poliestirè que s'utilitza en envasos. Tanmateix, això no està donant els resultats desitjats, ja que el plàstic encara és omnipresent a la terra, l'aire i l'aigua i no deixa de créixer. És segur dir que el plàstic potser ni tan sols és visible a ull nu tot el temps, però és a tot arreu! És una llàstima que no puguem abordar el problema de reciclatge i eliminació del material plàstic.
En un estudi publicat a Actes de l'Acadèmia Nacional de Ciències dels EUA, els investigadors han descobert un natural conegut enzim que s'alimenta de plàstic. Aquest va ser un descobriment casual mentre examinaven l'estructura d'un enzim que es va trobar en els residus preparats per ser reciclats en un centre del Japó. Aquest enzim anomenat Ideonella sakaiensis 201-F6, és capaç de "menjar" o "alimentar-se" de PET de plàstic patentat o tereftalat de polietilè que s'utilitza més habitualment en milions de tones d'ampolles de plàstic. L'enzim bàsicament va permetre que el bacteri degradava el plàstic com a font d'aliment. Actualment no existeixen solucions de reciclatge per al PET i les ampolles de plàstic fetes amb PET persisteixen durant més de centenars d'anys al medi ambient. Aquest estudi dirigit per equips de la Universitat de Portsmouth i el Laboratori Nacional d'Energies Renovables (NREL) del Departament d'Energia dels Estats Units ha generat una immensa esperança.
L'objectiu original era determinar l'estructura cristal·lina tridimensional d'aquest enzim natural (anomenat PETasa) i utilitzar aquesta informació per entendre com funciona exactament aquest enzim. Van utilitzar un intens feix de raigs X, que són 10 milions de vegades més brillants que el sol, per dilucidar l'estructura i veure àtoms individuals. Aquests feixos tan potents van permetre entendre el funcionament intern de l'enzim i van proporcionar plànols correctes per poder dissenyar enzims més ràpids i eficients. Es va revelar que la PETasa sembla molt semblant a un altre enzim anomenat cutinasa, excepte que la PETasa té una característica especial i un lloc actiu més "obert", que es creu que alberga polímers fets per humans (en lloc dels naturals). Aquestes diferències van indicar immediatament que la PETasa pot estar més evolucionada, especialment en un entorn que conté PET i, per tant, podria degradar el PET. Van mutar el lloc actiu PETase per fer-lo semblar més a la cutinasa. El que va seguir va ser un resultat totalment inesperat, el mutant PETasa va poder degradar el PET encara millor que la PETasa natural. Així, en el procés d'entendre i intentar millorar la capacitat de l'enzim natural, els investigadors van acabar dissenyant accidentalment un nou enzim que era fins i tot millor que l'enzim natural per trencar el PET. plàstica. Aquest enzim també podria degradar el furandicarboxilat de polietilè, o PEF, un substitut biològic dels plàstics PET. Això va generar esperança per abordar altres substrats com el PEF (furanoat de polietilè) o fins i tot el PBS (succinat de polibutilè). Les eines per a l'enginyeria i l'evolució enzimàtica es poden aplicar contínuament per millorar-les. Els investigadors estan buscant una manera de millorar l'enzim perquè la seva funció es pugui incorporar a una potent instal·lació industrial a gran escala. El procés d'enginyeria és molt semblant als enzims que s'estan utilitzant actualment en detergents de rentat biològic o en la fabricació de biocombustibles. La tecnologia existeix i, per tant, la viabilitat industrial hauria de ser assolible en els propers anys.
Es necessiten més investigacions per entendre alguns aspectes d'aquest estudi. En primer lloc, l'enzim trenca peces més grans de plàstic en peces més petites, per tant admet el reciclatge d'ampolles de plàstic, però primer cal recuperar tot aquest plàstic. Aquest plàstic "més petit" quan es recupera es podria utilitzar per convertir-los de nou en ampolles de plàstic. L'enzim realment no pot "anar a trobar plàstic per si sol" al medi ambient. Una opció proposada podria ser plantar aquest enzim en alguns bacteris que poden començar a descompondre el plàstic a un ritme més elevat mentre resisteixen altes temperatures. A més, encara cal entendre l'impacte a llarg termini d'aquest enzim.
L'impacte d'una solució tan innovadora per fer front als residus plàstics seria molt elevat a escala mundial. Hem estat tractant d'abordar el problema del plàstic des de l'arribada del mateix plàstic. Hi ha hagut lleis que prohibeixen l'ús d'un sol plàstic i també el plàstic reciclat ara s'afavoreix a tot arreu. Fins i tot petits passos com la prohibició de les bosses de plàstic als supermercats han estat a tots els mitjans de comunicació. La qüestió és que hem d'actuar ràpidament si volem preservar el nostre planeta de plàstic pol · lució. Tot i que hem de seguir adoptant el reciclatge a la nostra vida quotidiana alhora que animem als nostres fills a fer-ho també. Encara necessitem una bona solució a llarg termini que pugui anar de la mà dels nostres propis esforços individuals. Aquesta investigació marca un començament per abordar un dels problemes més grans que tenim planeta s'enfronta.
***
Font (s)
Harry P et al. 2018. Caracterització i enginyeria d'una poliesterasa aromàtica degradant plàstic. Actes de l'Acadèmia Nacional de Ciències. https://doi.org/10.1073/pnas.1718804115
***
