Бул бактерия дүйнөнү өзгөртө алат: окумуштуулар пластик жеген микроорганизмдерге чоң үмүт артышат

2001-жылы жапон окумуштууларынын тобу таштанды таштоочу жайда таң калыштуу ачылыш жасашкан. Топурак жана таштандыга толтурулган траншеялардан алар желим бөтөлкөлөрдү, оюнчуктарды жана башка майда буюмдарды бактылуу чайнаган былжырлуу бактерияларды табышкан. Таштандыларды талкалоо менен бактериялар пластмассадагы көмүртектен энергия алып, аны өстүрүү, жылдыруу жана андан да көп пластикалык ачка бактерияларга бөлүнүү үчүн колдонушкан. Биз так түшүнбөгөн күндө да, бактерия пластмасса менен азыктанган. Бул кантип дүйнөнү өзгөртө алат, деп жазат басылма Guardian.

Сүрөт: IStock

Сиз жөн гана карашыңыз керек

Окумуштуулар Киото технологиялык институтунун профессору Кохей Оданын жетекчилиги астында иштешти. Анын командасы көпчүлүк суусундук бөтөлкөлөрүндө колдонулган бир эле түрдөгү пластиктен жасалган полиэстер сыяктуу синтетикалык кездемелерди жумшартуучу заттарды издеп жүргөн. Ода - микробиолог жана ал адам кандай илимий көйгөйгө туш болбосун, микробдор буга чейин эле бир чечимди тапкан деп эсептейт.

«Адамдарга айтаарым, жаратылыштын бул бөлүгүнө жакшылап көз салгыла. Ал көп учурда абдан жакшы идеялары бар ", - деп белгиледи Ода.

Ал жана анын кесиптештери полигондо тапкан нерсе мурда эч качан көрүлгөн эмес. Окумуштуулар пластмасса бетине чабуул жасоонун жөнөкөй жолун иштеп чыккан микроорганизмди аныктоого үмүттөнүшкөн. Бирок бул бактерия андан да көптү жасаган — ал пластикти толугу менен талкалап, аны керектүү азыктарга айландыргандай көрүнгөн. Биздин көз карашыбыз боюнча, биз пластикалык булгануунун масштабын жакшы билгенде, бул ачылыштын потенциалы ачык көрүнөт. Бирок 2001-жылы ("микропластика" термини колдонула баштагандан үч жыл мурун) Ода бул тема "көп кызыкчылык туудурган тема болгон эмес" дейт. Анын тобу чогулткан бактериялар боюнча алдын ала иш эч качан жарыяланган эмес.

Топтун ачылышынан кийинки жылдарда пластиктин булганышына көз жумуп коюу мүмкүн эмес болуп калды. Бул болжол менен 20 жылдык мезгил ичинде биз 2,5 миллиард тонна пластик калдыктарын иштеп чыктык жана жыл сайын 380 миллион тоннага жакын көбүрөөк өндүрөбүз, бул көлөм 2060-жылга чейин үч эсеге көбөйөт. Тынч океандын борборунда Улуу Британиядан жети эсе чоң пластик таштандылар үйүлүп, дүйнө жүзү боюнча пляждар жана таштандылар толуп жатат. Миниатюралык масштабда микро жана нанопластикалык бөлүкчөлөр жашылчаларда жана мөмө-жемиштерде табылган, алар өсүмдүк тамыры аркылуу кирген. Алар ошондой эле адамдын дээрлик бардык органдарында кездешет - алар энеден балага эмчек сүтү аркылуу да өтүшү мүмкүн.

Пластмассаларды сындыруу жана кайра иштетүү боюнча азыркы ыкмалар абдан жетишсиз. Пластмассаны кайра иштетүүнүн басымдуу бөлүгү майдалоо жана майдалоо кадамын камтыйт, ал пластикти түзгөн жипчелерди талкалайт. Айнек же алюминий идиштерди эритип, чексиз санда кайра иштетүүгө болот, ал эми суу бөтөлкөлөрү сыяктуу жылмакай пластмассалар кайра иштетүүдө бузулат. Кайра иштетилген желим бөтөлкө түстүү баштыкка айланат, ал була изоляциясына айланат, ал жол толтуруучу болуп калат жана кайра иштетүүгө болбойт. Жана бул эң жакшы сценарий. Чындыгында, пластиктин дээрлик эч бири - болгону 9% - кайра иштетүүчү заводдордо бүтпөйт.

тема боюнча: Кофе ичти – чөйчөк же: стартап дүйнөнү пластиктен кантип сактап калууну ойлоп тапты

Пластмассаны утилдештирүүнүн бирден-бир туруктуу жолу - бул өрттөө, ал жылына 70 миллион тонна пластикти түзөт, бирок өрттөө климаттык кризиске өбөлгө түзөт, анткени ал пластмассадагы көмүртекти, ошондой эле зыяндуу химиялык заттарды бөлүп чыгарат. ал абага аралашып кетиши мүмкүн.

Ал ачылгандан кийин бир нече жыл бою Ода жана анын окуучусу, азыр профессор Казуми Хирага кат жазышып, эксперименттерди жүргүзүшкөн. Акыры, алар 2016-жылы кадыр-барктуу Science журналында өз иштерин жарыялашканда, ал пластикалык кризисти чечүүнүн жолун издеген дүйнөгө чыгып, хитке айланган. Ода жана анын кесиптештери таштанды полигонунан тапкан бактерияны Ideonella sakaiensis (ал жердеги Сакай шаарынын атынан) деп атап, кагазда бактерия өндүргөн, полиэтилентерефталатты (ПЭТ) ыдыратууга мүмкүндүк берген атайын ферментти сүрөттөштү. кийим-кече жана таңгактоодо колдонулган эң кеңири таралган пластик. Бул иш басма сөздө кеңири чагылдырылган жана учурда 1000ден ашуун илимий цитаталарга ээ болуп, аны бардык макалалардын эң жогорку 0,1%ына жайгаштырат.

Бирок чыныгы үмүт - бул пластиктин белгилүү бир түрү менен азыктанган бактериялардын бир түрү эмес. Акыркы жарым кылымда микробиология (майда организмдерди, анын ичинде бактерияларды жана кээ бир козу карындарды изилдөө) төңкөрүштү баштан кечирди, аны Америка микробиология коомунун мурдагы президенти Джо Хандельсман эволюция ачылгандан берки эң маанилүү биологиялык прогресс деп атады. Азыр биз микроорганизмдер биздин дүйнө менен чырмалышкан кенен, жашыруун дүйнөнү билдирерин билебиз. Биз алардын ар түрдүүлүгүн жана көп учурда укмуштуудай мүмкүнчүлүктөрүн түшүнө баштадык. Көптөгөн илимпоздор биз иштеп жаткан чечилгис көрүнгөн көйгөйлөрдүн көбү үчүн микробдор эчак эле бир чечим таба баштаган болушу мүмкүн деп ишенишкен. Сиз жөн гана карашыңыз керек.

"Эки кадам алдыга жана бир кадам артка"

Ода сыяктуу ачылыш - бул башталгыч чекит. Биз өзүбүз үчүн жараткан бул глобалдык экологиялык кырсыктын кесепеттерин азайтуу үчүн кандайдыр бир үмүткө ээ болуу үчүн, бактериялар тезирээк жана жакшыраак иштеши керек. Ода жана анын командасы башында бактерияны лабораторияда сынашканда, аны узундугу 2 см жана салмагы 20 грамм болгон пластикалык пленка менен пробиркага салышкан. Бөлмө температурасында бактерия жети жуманын ичинде кичинекей пластмассадан өзүнүн прекурсордук суюктугуна айланган. Бул абдан таасирдүү болду, бирок бүткүл өлкө боюнча пластикалык калдыктар көйгөйүнө олуттуу таасир эте албай тургандай жай болду.

Бактыга жараша, акыркы төрт он жылдыкта илимпоздор ферменттерди түзүү жана башкарууда олуттуу ийгиликтерге жетишти. Пластмасса чайноо жөнүндө сөз болгондо Портсмут университетинин молекулярдык биофизика профессору Энди Пикфорд: «Идеонелла ферменти чындыгында эволюциялык өнүгүүсүнүн эң алгачкы этабында» деди. Окумуштуулардын максаты – бул жол менен акырына чейин баруу.

Кандайдыр бир тирүү организм чоңураак кошулманы (ал ДНКнын бир жипчеси, татаал кант же пластмасса) ыдыратууну кааласа, ал ферменттерге, клеткалардын ичиндеги кичинекей молекулярдык машиналарга кайрылат. Ферменттер химиялык реакциялардын микроскопиялык масштабда болушуна жардам берет, кээде реактивдүү атомдорду бири-бирине мажбурлап бири-бирине туташтырып, же татаал молекулаларды белгилүү чекиттерде бурап, аларды алсыздандырып, ажырап кетиши ыктымал.

Табигый ферменттердин иштешин жакшыртууну кааласаңыз, дээрлик бардык учурларда иштеген ыкмалар бар. Мисалы, химиялык реакциялар жогорку температурада жакшы жүрөт, бирок көпчүлүк ферменттер адамдагыдай алар иштеген дененин чөйрө температурасы 37 градус болгондо эң туруктуу болот. Окумуштуулар ферментти коддогон ДНКны кайра жазуу менен анын түзүмүн жана функциясын өзгөртө алат, мисалы, бир топ жогору температурада аны туруктуураак кылышы мүмкүн, бул анын тезирээк иштешине жардам берет.

Бул күч кудайлык көрүнөт, бирок көптөгөн чектөөлөр бар.

Колорадо штатындагы АКШнын Улуттук энергиянын кайра жаралуучу булактарынын лабораториясынын (NREL) изилдөөчүсү Элизабет Белл: «Бул көбүнчө эки кадам алдыга жана бир кадам артка кетет»,— дейт.

Эволюциянын өзү соодалашууну камтыйт жана окумуштуулар көпчүлүк ферменттердин кантип иштешин түшүнүшкөнү менен, кайсы өзгөртүүлөр алардын жакшыраак иштешин алдын ала айтуу кыйын бойдон калууда.

"Логикалык дизайн жакшы иштебейт, ошондуктан биз башка ыкмаларды колдонушубуз керек" деди Белл.

Ideonella sakaiensis тарабынан полиэтилентерефталатты ыдыратуучу PETase ферменти боюнча иш табигый эволюцияны тездетүү үчүн катаал күч ыкмасын колдонот. Белл ферменттин пластмасса менен түздөн-түз иштеген бөлүктөрүн алат жана гендик инженерияны колдонуп, аларды бардык мүмкүн болгон мутацияларга дуушар кылат. Табиятта ферменттеги мутация бактериянын бир нече миң бөлүнүшүндө бир жолу гана болушу мүмкүн.

Белл сыноо үчүн жүздөгөн же миңдеген потенциалдуу пайдалуу мутанттарды ала тургандыгына кепилдик берет. Анан ал ар биринин пластикти бузууга жөндөмдүүлүгүн өлчөйт. Бир аз жакшырууну көрсөткөн бардык талапкерлер мутациянын дагы бир туруна ээ болушат. NREL изилдөө тобунун жетекчиси Грегг Бекхэм муну "фермент эволюциясы" деп атайт. Өткөн жылы ал өзүнүн эң акыркы изилдөөсүнүн жыйынтыгын жарыялаган: ал ойлоп тапкан PETase ферменти PETти баштапкы ферментке караганда бир нече эсе тез деградациялоого жөндөмдүү.

Бирок мындай максаттарга ылайыктуу бир ферментти жаратуу илимпоздордун кемчиликсиз бир куралга ээ болмоюнча аракет кылуусу эмес. Оданын эмгеги 2016-жылы жарык көргөнгө чейин пластикти сиңире алган бактериялар бар экенин эч ким билген эмес. Азыр бизде ишенимдүү документтештирилген бир иш бар. Азырынча микроорганизмдердин бир бөлүгү гана ачылганын эске алсак, мындан бир топ жакшы талапкер болушу мүмкүн.

Бул суроо биоиздөө деп аталган бир бум алып келди. Дарыядан алтын издөө сыяктуу, биопроспекторлор кызыктуу жана пайдалуу микробдорду издөө үчүн дүйнөнү кыдырып чыгышат. 2019-жылы Түштүк Кореянын Кванжу Улуттук университетинин командасы курулуш бургулоочу станогун шаардын сыртындагы муниципалдык таштанды таштоочу жайга алып барып, ондогон жылдар бою топтолгон пластик таштандыларды ачуу үчүн таштанды траншеяларынын астынан 15 метр бургулашкан. Анда профессор Су-Джин Йом жана анын окуучулары бактериянын Bacillus thuringiensis түрүн таап, желим баштыктарды тамак-аш катары колдонуу менен жашай ала тургандыгы аныкталган. Йоманын командасы учурда бактерия кандай ферменттерди колдоноорун жана ал чындап эле полиэтиленди иштете алабы же жокпу изилдеп жатат.

Вьетнам менен Таиланддын жээгиндеги чоң мангр саздарында Портсмут университетинин микробиологу Саймон Крагг башка потенциалдуу полиэтилен жеген микробдорду издеп жатат.

«Биз буга чейин көргөн пластикти бузуучу ферменттер өсүмдүктөрдүн жалбырактарынын капталдарын талкалаган табигый ферменттерге абдан окшош», - деди ал. "Мангровдордун тамырында ушундай эле суу өткөрбөйт, жана саздарда, тилекке каршы, аларда таң калыштуу өлчөмдөгү пластик бар."

Микробиолог мангр бактарынын тамырын ыдыратуучу бактериялар пластикке өтө алат деп үмүттөнөт.

Эскирген илим

Биз аларды олуттуу түрдө изилдеп жаткан 200 жылга жакын убакыттан бери микробдор кандайдыр бир илимий түрмөдө болушкан: алар көбүнчө жок кылууну талап кылган патогендик микроорганизмдер же шарап ачытуу же бир нече негизги өндүрүш процесстери үчүн жөн гана жумушчу ат болуп саналышкан. сыр.

Американын микробиология коомунун мурдагы президенти Гендельсман: «Мындан 40 же 50 жыл мурун микробиология эскирген илим катары эсептелип келген.

XNUMX-кылымда физиктер атомду бөлүүдө ийгиликтерге жетишип, биологдор өсүмдүктөр менен жаныбарлардын көптөгөн түрлөрүн классификациялоого киришкендиктен, жашоонун өтө кичинекей аймактарын изилдеген илимпоздор артта калышкан. Бирок, биздин колубуздан келбеген жашыруун дүйнөнүн таң калыштуу белгилери бар.

1930-жылдары микробиологдор табиятта жолуккан микроорганизмдер дүйнөсү менен лабораторияда эмнени изилдей ала тургандыгы ортосунда кандай айырмачылык бар экени жөнүндө баш катырышкан. Изилдөөчүлөр микроскоптун астына үлгүнү (деңиз суусунун бир тамчысы же ылайдан) койсоңуз, жүздөгөн укмуштуудай жана ар түрдүү организмдерди көрүүгө болорун аныкташкан. Бирок бир эле үлгүнү желатиндүү азык суспензиясына Петри табагына койсоңуз, айрым түрлөрү гана аман калып, өсөт. Окумуштуулар пластинкада өскөн микроорганизмдердин колонияларынын санын санашканда, бул микробиологдор жаңы эле чоңойтулган формада көргөндөрүнө салыштырмалуу анчалык деле чоң эмес экени белгилүү болду. Бул кийинчерээк "чоң плиталардын саны аномалиясы" деп аталды.

«Микроскоп менен, анан электрондук микроскоптун жардамы менен сиз бул түрлөрдүн баарын көрө аласыз. Бирок алар плиталарда өскөн эмес, биз аларды кантип мүнөздөй алабыз жана изилдей алабыз ", - деп түшүндүрдү Уильям Саммерс, Йель университетинин дарыгери жана илим тарыхчысы.

Туткунда өсө албаган сейрек кездешүүчү жана экзотикалык жаныбарлар сыяктуу эле, көпчүлүк микроорганизмдер лабораторияда жашоого ыңгайлашкан эмес. Ошондуктан, илимпоздор чектелген шарттарда жашай турган нерселер менен гана чектелишти. Бирок микробиологдор бул курткадан чыгып, микроб падышачылыгынын чыныгы масштабын ачууга аракет кылышкан.

1928-жылы Александр Флемингдин пенициллинди ачуу тарыхы белгилүү: Ыйык Мария ооруканасынын коридорлорун аралап өтүп, кокусунан Флемингдин петри табагына түшкөн грибок спорасынын курамында пенициллин болгон, ал XNUMX-кылымдын эң күчтүү медициналык куралдарынын бирине айланган. .

Ратгерс университетинин химиги Зельман Ваксмандын окуясы анча белгилүү, бирок анча маанилүү эмес, ал “антибиотик” деген терминди киргизген, ал кээ бир топурак бактериялары башка бактерияларды өлтүргөн же аларга бөгөт койгон токсиндерди чыгарганын байкаган.

Ваксман өзүнүн лабораториясында бул жапайы бактерияларды өстүрүүгө керектүү шарттарды түзүү үчүн талыкпай эмгектенген жана анын аракеттеринин натыйжасында 1946-жылы сатыкка коюлган экинчи антибиотик стрептомицин гана эмес, андан кийинки беш антибиотиктер да базарга чыгарылган. Натыйжада топурактан антибиотик чыгарган микробдорду издөө алардын лабораторияга киришин күткөндөн алда канча жемиштүү болуп чыкты. Бүгүнкү күндө бардык антибиотиктердин 90%ы Ваксман биринчи ачылыш жасаган бактериялар тобунан чыгат.

Ваксмандыкы сыяктуу аракеттер салыштырмалуу сейрек кездешет. Биринчи жолу 1970-жылдары киргизилген, бирок 1980-жылдардын ортосунан баштап кеңири жана коммерциялык жактан жеткиликтүү болгон ДНК тизмегин окуунун жөнөкөй химиялык ыкмаларын ачуу менен гана кырдаал өзгөрө баштады. Күтүлбөгөн жерден микроскоптун астындагы микробдор каталогдолуп, алардын ДНКсы аркылуу аныкталып, алардын кантип өсүп, кандайча иштеши мүмкүн экенине ишарат кылган.

"Андан тышкары" дейт Генделсман. «Биз байкаган генетикалык ар түрдүүлүк абдан чоң болгон. Көрсө, бул жашоо формалары сыртынан бири-бирине абдан окшош болгону менен, чындыгында абдан, абдан айырмаланат. Ал жерде дагы канча көп бар экенин түшүнүүгө эшик ачылды ».

Болжол менен 25 жыл мурун, илимпоздор планетада микробдордун он миллиондон аз түрү бар экенине макул болушкан; акыркы он жылдыкта, кээ бир жаңы изилдөөлөр басымдуу көпчүлүгү дагы эле белгисиз менен, бир триллионго чейин санын койду. Окумуштуулар денебизде ооруга туруштук берүү жөндөмүбүздөн баштап, маанайыбызга чейин таасир этүүчү микробдорду табышкан. Деңиздин тереңинде кайнап жаткан термалдык булактарда жашаган микробдорду табышкан. Чийки мунай кендеринде казылып алынган отундарды ажыратуу үчүн эволюцияланган микробдор табылган. Канчалык көп издесек, ошончолук адаттан тыш ачылыштарды жасайбыз.

Микробдор ыңгайлаша билүү жөндөмдүүлүгүнүн аркасында биздин коогалаңдуу заманыбызга идеалдуу шерик болуп саналат. Микробдор Дарвинди жана анын замандаштарын таң калтыра турган жолдор жана ылдамдыкта эволюциялашат. Жарым-жартылай алар тез бөлүнөт жана миллиарддаган популяцияга ээ болушу мүмкүн, жана жарым-жартылай, алар көбүнчө жеке адамдар ортосундагы ДНКны тез алмашуу сыяктуу татаал жашоо формаларына белгисиз эволюциялык трюктарга жетүү мүмкүнчүлүгүнө ээ. Алар экстремалдык шарттарда гүлдөп өнүгүүнүн жолун табышты. Тарыхтын ушул маалында адам дүйнө жүзү боюнча коркунучтуу темп менен барган сайын экстремалдык шарттарды түзүп жатат. Башка жаныбарлар жана өсүмдүктөр өзгөрүп жаткан чөйрөгө ыңгайлашуу үчүн тез чечим таба албаган жерде микробдор тез ыңгайлашат. Алар кычкылданган сууда жакшы өсөт жана биз табиятка төгүп жаткан жагымсыз химиялык заттарды чайнап салышат. Кохей Ода алдын ала айткандай, өзүбүздүн көптөгөн көйгөйлөрүбүз үчүн алар өздөрүнүн чечимдерин табышат.

Holy Grail

Жаңы микробдорду табуу жана алар менен лабораторияда эксперимент жүргүзүү алгачкы кадамдар, бирок окумуштуулар "чыныгы дүйнө" же "өнөр жай" деп аталган нерсеге акыркы секирик жасоо кыйынга турушу мүмкүн экенин билишет. Пластик жеген микробдордо бул секирик эбак эле жасалган. 2021-жылдан бери француз Carbios компаниясы бактериялык ферментти колдонуп, күн сайын болжол менен 250 кг пластик калдыктарын иштетип, аны прекурсорлордун молекулаларына бөлүп, жаңы пластикти өндүрүү үчүн түздөн-түз колдонсо болот. Бул так компосттоо эмес, бирок Carbios пластикти кайра иштетүүнүн ыйык дөңгөлүнө окшош нерсеге жетишти, аны айнек же алюминий сыяктуу чексиз кайра иштетилүүчү материалдарга жакындатты.

Пластмасса адегенде майдаланып, андан кийин чоң пресске окшош машинадан өткөрүлөт, ал аны тоңдурат жана чоң басым астында кичинекей тешиктен өткөрөт. Пластмасса жер бетине жүгөрү данындай чоңдуктагы гранулдар (же аларды Нурделдер деп да аташат) түрүндө чыгат. Микроскопиялык деңгээлде нурдель химиктер анын баштапкы "кристаллдык" формасы деп атагандан бир топ төмөн тыгыздыкка ээ. Пластмассадан жасалган жипчелер алгач аларды жылмакай жана бекем кылган бекем торчого салынган; азыр, жипчелер дагы эле бүтүн болсо да, алар бир-биринен алысыраак жана активдүү эмес, бул ферменттерге кол салуу үчүн көбүрөөк аймакты берет.

Табиятта бактериялар пластмассага багытталган чектелген сандагы ферментти, ошондой эле башка ар кандай ферменттерди жана калдыктарды өндүрөт. Бул процессти тездетүү үчүн Carbios биотехнологиялык компанияга бактериялардан чоң көлөмдөгү таза пластикти сиңирүү ферментин чогултуу жана топтоо үчүн төлөйт. Андан кийин Carbios окумуштуулары пластмасса нурдельдерди суу менен ферменттин эритмесинде бир нече метр бийиктикте жабык болоттон жасалган идишке салышат. Процесс текшерилип жаткан жакын жердеги лабораторияда реакцияны кичинекей идиштерде байкоого болот. Ичинде аппак пластмассадан жасалган бөлүкчөлөр кар шарынын кабыгындай айланып жүрөт. Убакыттын өтүшү менен пластмасса бузулат, анын компоненттери эритмеде эрийт жана айнектин артында көбүккөн боз суюктук гана калат. Катуу ПЭТ камтыгандын ордуна, суюктук азыр эки суюк химиялык затты камтыйт - этиленгликол жана терефтал кислотасы - аларды бөлүп, жаңы пластикке айландырууга болот.

Carbios тарабынан иштелип чыккан технология оңой масштабдалат. Эки жыл мурда ишкана лабораторияда бир нече килограмм пластмасса иштетсе, азыр күнүнө 250 килограммга жакын пластик кайра иштетилет. 2025-жылы Бельгиянын чек арасына жакын жерде күнүнө 130 тоннадан ашык иштетүүгө жөндөмдүү бир топ чоң завод ачылат.

Францияда бактериялык технологияны колдонгон пластикалык кайра иштетүүчү заводдун иштешинин себеби, АКШ менен Кытайда андай эмес, француз мамлекети 2025-жылга чейин Францияда колдонулган пластикалык таңгактардын бардыгы пластикалык калдыктар маселесин биринчи орунга койгону. кайра иштетилген. толугу менен кайра иштелип чыккан.

Бул өсүмдүктөр сыйкырдуу чечим эмес. Ферментти иштетүү процесси бир катар биологиялык жана химиялык реакциялар болуп саналат жана өндүрүштүн масштабы кеңейген сайын табияттын ырайымсыз эсепчи экенин түшүнөсүз. Ар кандай чыгымдарды жана көмүртектин эмиссиясын караганыңызда, пластикти тазалоо, аны жылытуу жана тоңдуруу чоң энергия чыгымдарын талап кылат экен. Химиялык реакциянын өзү курчап турган эритменин кычкылдуулугуна алып келет, андыктан сырттагы бассейндегидей эле, аны нейтралдуу абалда кармап туруу үчүн эритмеге дайыма химиялык негизди кошуп туруу керек, натыйжада бир нече килограмм натрий сульфаты пайда болот. продукт ар бир жолу иштетилгенде реакциялар. Натрий сульфаты айнек жасоодо жана жуучу каражаттарды өндүрүүдө көп колдонулат, бирок химиялык базаны өндүрүүдөн натрий сульфатын кийинки колдонууга чейинки бардык кадамдар кошумча экологиялык чыгымдарды жана логистикалык кыйынчылыктарды камтыйт.

Carbios компаниясынын башкы директору Эммануэль Ладенттин айтымында, компаниянын пластикти кайра иштетүү процесси учурда жаңы пластмасса өндүрүүгө салыштырмалуу булгандыларды 51% азайтат.

"Абдан жакшы" деп жыйынтыктады ал. "Бирок мен бул башталышы гана деп үмүттөнөм."

Carbios өзүнүн анализинин жыйынтыктарын жарыялай элек, бирок бул тармакты жакшы билген бир нече башка илимпоздордун айтымында, эмиссияны жарымына кыскартуу бул кайра иштетүү үчүн эң жакшы сценарий.

Карбиос жана анын артында турган илимпоздор, Тулуз университетинин биологдору Ален Марти жана Винсент Турниер бул тармакта он жылдан ашык убакыттан бери иштеп келишет. Оданын ачылышы жарыялангандан кийин башка көптөгөн илимпоздор ушундай изилдөөлөрдү жүргүзө баштаса, Марти менен Турниер өз иштерин XNUMX-жылдардын ортосунда башташкан. Марти менен Турниердин айтымында, алар пластмасса менен иштөө үчүн эволюцияланбаган, бирок муну жасай алган жалбырак компост кутиназасы (LCC) деп аталган башка ферментти колдонушкан.

"Бул бир аз алсыз жана жогорку температурада жакшы иштеген жок, бирок бул жакшы башталыш болду", - деп түшүндүрдү Марти. "Гендик инженериянын сансыз раунддарынан кийин фермент ачык эле иштеп жатат."

NREL изилдөө тобунан Грегг Бекхэм LCC "улуу фермент" экенин айтат. Бирок, изилдөөчү ал азырынча идеалдуу эмес экенин эскертет. Ал жогорку деңгээлде иштетилген пластмассаларды жактырат жана өзүнүн реакциялары пайда кылган кислоталуу чөйрөдө кантип иштөөнү билбейт. Бекхэм Идеонелла Сакейнсис чыгарган фермент атайын пластик менен күрөшүү үчүн эволюциялангандыктан, ал эң жакшы болот деп үмүттөнөт.

кийинкиси эмне

Өнүккөн микробдор бизди пластикалык кризистен сактап кала алабы? Кээ бир окумуштуулар технология чектелүү болот деп эсептешет. Nature журналында жакында жарыяланган критикалык серепте көптөгөн пластмассалар ферменттер тарабынан эч качан натыйжалуу сиңирилбейт, анткени алардын химиялык байланыштары үзүлүү үчүн салыштырмалуу көп энергияны талап кылат деп белгилеген.

Портсмуттун профессору Энди Пикфорд бул чектөөлөрдү билет, бирок көптөгөн потенциалдуу максаттар дагы эле бар деп эсептейт. "Нейлон - кыйын, бирок аткарыла турган иш", - деп ишендирди ал. "Полиуретандар дагы."

Сизге кызыктуу болушу мүмкүн: Нью-Йорктогу жаңылыктар, биздин иммигранттардын окуялары жана Big Appleдеги жашоо жөнүндө пайдалуу кеңештер - анын бардыгын ForumDaily New Yorkтан окуңуз

Carbios илимпоздору макул жана алар бир нече жыл ичинде нейлонду кайра иштетүү процессин иштеп чыгабыз деп божомолдошууда. Бул божомолдор ишке ашса, бардык пластмассалардын төрттөн бирине жакыны чындап кайра иштетүүгө жарамдуу болуп калат; Эгерде ферменттер теориялык жактан майдалана турган бардык пластиктерге ылайыктуу экени аныкталса, анда бардык пластик калдыктарынын жарымынан азы кайра иштетилет.

Ошого карабастан, көпчүлүк окумуштуулар ферменттер эски пластикти жаңыга айландыра турган дүйнөнү көздөшүүдө. Бул депрессияга чектелген. Бул экономикалык мааниге ээ, бирок ал дагы эле пластик өндүрүүнү жана аны жасоо үчүн энергияны керектөөнү камтыйт. Жана кайра иштетүү жаңы пластмасса өндүрүшүн жайлатышы мүмкүн, бирок бул бизге дүйнөгө чыгарган көзгө көрүнбөгөн көлөмдөгү пластикти кайтарып алууга жардам бербейт, алардын көбү кайра колдонуу үчүн өтө кеңири таралган, татаал жана кир бойдон калууда.

Чийки пластмассаны чындап эле органикалык затты өзгөрткөндөй өзгөртө ала турган микробдор табыла элек: бир үйүлгөн көмүрдөн баштап, айталы, адамдын денеси жана бир жыл же андан ашык убакыттын ичинде сиңирилбеген скелет битинен башка эч нерсе калтырбайт. Окумуштуулар полигондогу бөтөлкөлөрдөн же океандагы таштанды салдардан пластмасса жеген микробдорду тапканда, эң жакшы нерсе – бир аз тиштеп алуу. Баланын тишине окшоп, жумшартылбаган, кашык менен тамактанбаган нерсеге көп таасир эте албайт.

Бирок микробдор планетадагы эң зыяндуу токсиндерди жок кылууга, бүтүндөй пейзаждарды тазалоого күчкө ээ. Бул миллиондогон жылдар бою жер бетинде болгон химиялык заттардын жардамы менен эң жакшы аткарылат. 1989-жылы Exxon Valdez Аляска булуңуна 41 миллион литр мунай төгүлгөндө, тазалоо иштеринин чагылдырылышы мөөрлөрдөн мунай тазалап жаткан экологдордун сүрөттөрүнө багытталган. Бирок, мунай тазалоо иштеринин көбүн табигый түрдө чийки мунай менен азыктанган бактериялар жасашкан. Бактериялардын көбөйүшүнө көмөк көрсөтүү үчүн жээкке 50 000 кг азоттук жер семирткичтер чачылган. Ошо сыяктуу эле, Стратфорддогу мурдагы өнөр жай аянты 2012-жылкы Олимпиада оюндарын өткөрүү үчүн тандалганда, аны тазалоо милдети жүктөлгөн комитет мунай жана башка химиялык заттар менен булганган 2000ден ашык жүк ташуучу топуракты бир нече жуманын ичинде айдалып келген жерлерге ташып кеткен. азот жана кычкылтек, бул токсиндерди сиңирген бактериялардын тез өсүшүнө себеп болгон. Бул жер Стратфордго кайтарылган жана азыр Олимпиадалык парктын жери.

Экологиядагы пластмасса менен да ушундай кылса болобу деген суроого кызыгуу жана каржылоо алда канча азыраак болду.

Мадриддеги Испаниянын Улуттук биотехнология борборунун окумуштуусу Виктор ди Лоренцо жана адамзаттын көйгөйлөрүн чечүү үчүн микробдорду кеңири колдонуунун жактоочусу Виктор ди Лоренцо: "Биздин таштандыларды тазалоо үчүн эч кандай рыноктук стимул жок, мейли CO2 же пластмасса". – Пластмассаны кайра иштетүү өзүн актайт. Бирок бүтүндөй коомго жардам бере турган бул чоң долбоорлорду ким төлөйт? Муну элдин колдоосу менен гана оңдоого болот”.

Рынок проблемасынан тышкары, мыйзамдуу дагы бар. Дээрлик бардык өлкөлөрдө микроорганизмдердин гендик инженериясы түзүлгөндөн кийин аларды өзгөчө уруксатсыз жаратылышка чыгарууга тыюу салынган, бул өтө сейрек кездешет. Мунун себептери ачык эле көрүнүп турат. 1971-жылы жазылган "Мутант 59: Пластик жегич" деген фантастикалык аңгемеде пластмассаны заматта эрите турган вирус бүткүл дүйнөгө жайылып, учактарды жолдон чыгарып, имараттарды кыйратат. Пластмасса жеген бактериялар мынчалык эффективдүү болоору күмөн, бирок ушуга окшогон нерсе катастрофалык кесепеттерге алып келиши мүмкүн.

Ди Лоренцо мындай өнүгүүнүн коркунучу минималдуу экенине ишенет.

«Биринчи ГМО чыкканда эл андан баш тартты. Окумуштуулар бой көтөрүштү. Мунун баары жаратылышка үстөмдүк кылуу жана пайда табуу сыяктуу сезилди. Бирок бизде муну өзгөртүүгө мүмкүнчүлүк бар. Биз илим менен жаратылыштын ортосунда жаңы өнөктөштүктү баштасак болот. Эгер биз муну элге чынчылдык менен көрсөтсөк, алар тобокелге салууга татыктуубу, жокпу, чече алышат», - деп баса белгиледи ал.

Микробдор менен терең өнөктөштүк идеясы абдан келечектүү. ЕБ микробдорду жана ферменттерди иштеп чыгуу үчүн бир нече топту каржылайт, бул пластмассаны жаңы пластиктен эмес, толугу менен биологиялык жактан ажырай турган материалдарга айландырууда. Өткөн жылы немис командасы деңиз чөптөрүндө Ideonella sakaiensis PETase жасап, келечекте ал океандагы микропластиктерди майдалоо үчүн колдонулушу мүмкүн экенин белгилеген.

Ода биз айсбергдин учуна да тийе элекпиз деп ишенет. Ал жана анын кесиптештери 20 жылдай мурун полигондон Идеонелланы биринчи жолу тапканда, ал жалгыз иштеген эмес. "Мен пластмассадагы микроорганизмдердин пленкасын көргөндө эле, бул көптөгөн микробдор чогуу иштешкенин билдим" деди Ода.

Анын командасы Идеонелла пластмассадан өнөр жайлык баалуу чийки затты талкалап жатканда, башка микроорганизмдер аларды микроб коомчулугу колдоно ала турган жөнөкөй азыкка чейин иштетип жатканын түшүнүшкөн. Бул симбиоз болчу. Башкача айтканда, өнөктөштүк. Андан кийин, Ода микробдук жамааттарды топурактан микро жана нанопластикаларды алып салуу системасына айлантууга болоорун көрсөткөн бир нече макалаларды жазган. Бирок буга кызыккандар аз эле.

Биздин маектерибизде Ода ал жана анын кесиптештери жасаган ачылыштарды коммерциялаштырууну каалаган адамдардан чыныгы оюн өзгөрткөн идеялардын жоктугуна бир нече жолу кейиген. Эски пластмассаны жаңыга айландыра турган завод, ал эми бир топ кичинеси, пластикти кайра сууга жана абага айландыра алган өсүмдүк жөнүндө укмуштуудай толкундануу болду.

Оку: ForumDaily да:

Алдамчыларды алдап: бир адам шылуундарды алдап, 1782 доллар тапкан

Батареялар, боёк, телефондор: АКШда "коркунучтуу" калдыктардан кантип арылуу керек

Турак жай табуудан натурализацияга чейин: USCIS иммигранттар үчүн орус тилдүү колдонмону чыгарды

Costco мүчөлөрү $ 29 үчүн онлайн дарыгер консультацияларын ала алышат

Кредиттик упайыңызды жума сайын акысыз текшере аласыз: муну кантип кылуу керек

1-октябрдан тарта АКШдагы статусуңузду өзгөртүү арзандайт: USCIS биометрика үчүн төлөмдү жокко чыгарат

АКШдагы жашоо жана Америкага иммиграция тууралуу маанилүү жана кызыктуу жаңылыктарды каалайсызбы? - бизди колдо кайрымдуулук кыл! Ошондой эле биздин баракчага жазылыңыз Facebook. "Дисплейдин артыкчылыгы" параметрин тандап, алгач бизди окуңуз. Ошондой эле, биздин жазылууну унутпаңыз Телеграм каналы  жана Instagram- көптөгөн кызыктуу нерселер бар. Жана миңдеген окурмандардын катарын толуктаңыз ForumDaily New York – ал жерден сиз мегаполистеги жашоо жөнүндө көптөгөн кызыктуу жана позитивдүү маалыматтарды таба аласыз.