Bacteriile modificate genetic descompun materialele plastice în apa sărată

Cercetătorii au modificat genetic un microorganism marin pentru a descompune plasticul în apa sărată. Mai exact, organismul modificat poate descompune polietilenul tereftalat (PET), un plastic utilizat în orice, de la sticlele de apă la îmbrăcăminte, care contribuie în mod semnificativ la poluarea cu microplastice din oceane.

„Acest lucru este interesant, deoarece trebuie să abordăm problema poluării cu plastic în mediile marine”, a declarat Nathan Crook, autorul corespondent al unei lucrări despre această lucrare și profesor asistent de inginerie chimică și biomoleculară la North Carolina State University.

• O gaură neagră masivă din Universul timpuriu, surprinsă în timp ce trage „un pui de somn”
• Telescopul Webb a găsit o populație neobișnuit de mare de asteroizi între Jupiter și Marte

„Una dintre opțiuni este să scoatem plasticul din apă și să îl punem într-un depozit de deșeuri, dar acest lucru prezintă provocări proprii. Ar fi mai bine dacă am putea descompune aceste materiale plastice în produse care pot fi reutilizate. Pentru ca acest lucru să funcționeze, este nevoie de o modalitate ieftină de a descompune plasticul. Munca noastră este un pas mare în această direcție.”

Pentru a aborda această provocare, cercetătorii au lucrat cu două specii de bacterii. Prima bacterie, Vibrio natriegens, prosperă în apa sărată și este remarcabilă – în parte – pentru că se reproduce foarte repede. A doua bacterie, Ideonella sakaiensis, este remarcabilă deoarece produce enzime care îi permit să descompună PET-ul și să îl mănânce.

Organismul modificat poate descompune un plastic utilizat în orice

Cercetătorii au luat ADN-ul de la I. sakaiensis care este responsabil pentru producerea enzimelor care descompun plasticul și au încorporat această secvență genetică într-o plasmidă. Plasmidele sunt secvențe genetice care se pot replica într-o celulă, independent de cromozomul propriu al celulei. Cu alte cuvinte, puteți strecura o plasmidă într-o celulă străină, iar acea celulă va executa instrucțiunile din ADN-ul plasmidului. Și exact asta au făcut cercetătorii aici, scrie EurekAlert.

Introducând plasmidă care conținea genele I. sakaiensis în bacteria V. natriegens, cercetătorii au reușit să facă V. natriegens să producă enzimele dorite pe suprafața celulelor lor. Cercetătorii au demonstrat apoi că V. natriegens a fost capabilă să descompună PET într-un mediu de apă sărată la temperatura camerei.

„Acest lucru este interesant din punct de vedere științific, deoarece este pentru prima dată când cineva a raportat că a reușit să facă V. natriegens să exprime enzime străine pe suprafața celulelor sale”, spune Crook.

„Din punct de vedere practic, acesta este, de asemenea, primul organism modificat genetic pe care îl cunoaștem care este capabil să descompună microplasticele PET în apă sărată”, spune Tianyu Li, primul autor al lucrării și doctorand la NC State.

Problema poluării cu plastic în mediile marine

„Acest lucru este important, deoarece nu este fezabil din punct de vedere economic să se îndepărteze plasticul din ocean și să se clătească sărurile cu concentrație ridicată înainte de a începe orice proces legat de descompunerea plasticului”.

„Cu toate acestea, deși acesta este un prim pas important, există încă trei obstacole semnificative”, spune Crook.

„În primul rând, am dori să încorporăm ADN-ul de la I. sakaiensis direct în genomul lui V. natriegens, ceea ce ar face ca producția de enzime de degradare a plasticului să fie o caracteristică mai stabilă a organismelor modificate. În al doilea rând, trebuie să modificăm în continuare V. natriegens astfel încât să fie capabil să se hrănească cu subprodusele pe care le produce atunci când descompune PET-ul. În cele din urmă, trebuie să modificăm V. natriegens pentru a produce un produs final dorit din PET – cum ar fi o moleculă care să fie o materie primă utilă pentru industria chimică”, spune Crook. „Descompunerea PET-ului în apă sărată a fost cea mai dificilă parte”.

Lucrarea a fost publicată în AIChE Journal.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Brățările inteligente sunt pline cu bacterii potențial dăunătoare, avertizează un studiu

Cercetătorii creează bacterii ce pot detecta ADN-ul tumorilor

Bacterii capabile să se alinieze cu câmpul magnetic al Pământului, descoperite în adâncurile Pacificului

Un antibiotic vechi de câteva decenii ar putea fi un ucigaș feroce al bacteriilor