И пусть на Земле будет чище... - Дока. Инженер ваших душ. — ЖЖ

06:16 pm - И пусть на Земле будет чище...

Биологи открыли бактерии, способные пожирать "бутылочный" пластик


Биологи из Японии открыли необычных микробов, способных полностью разлагать пластики, и извлекли из них ферменты, отвечающие за это действие.
Визуализация биопленки на модели человеческой руки, показывающая, как размножаются бактерии (в 400-кратном увеличении), пережившие даже антимикробную обработку


© Фото: Lydia-Marie Joubert (Stanford University)

Японские молекулярные биологи открыли необычную бактерию, которая умеет "есть" лавсан и другие виды пластика, и извлекли из них ферменты, отвечающие за разложение этих полимеров, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.

Каждый год на свалки Земли попадает примерно 300 миллионов тонн пластикового мусора, большая часть которого не разлагается почвенными микробами и остается в почти нетронутом виде на протяжении десятков и даже сотен лет. Многие частицы пластика оказываются в водах мирового океана, где они попадают в желудки рыб и птиц и часто становятся причиной их гибели.

Кендзи Миямото (Kenji Miyamoto) из университета Кейо в Йокогаме (Япония) и его коллеги нашли способ уничтожить весомую часть этой "мусорной кучи", изучая то, как различные сообщества бактерий реагируют на присутствие полиэтилентерфталата (PET). Этот термопластик, также известный как лавсан, применяется при изготовлении пластиковых бутылок, одежды, кинопленки и прочих носителей информации. На долю PET приходится шестая часть всего пластикового мусора на Земле.
В ходе исследований ученые совершили несколько походов на природу, где им удалось найти и извлечь более 250 фрагментов пластикового мусора, часть которых несла на себе следы частичного разложения. Биологи проанализировали геномы бактерий, живших в почве рядом с этими частицами пластика, и попытались выделить среди них те, которые способны питаться PET. Для этого культуры микробов высадили на тонкие пленки из полимера.
Ученые заинтересовались, как эта "пластикоядная" бактерия разлагает цепочки PET на одиночные звенья и поедает их. Для ответа на этот вопрос биологи проанализировали структуру ДНК микроба и выяснили, что за уничтожение пластика отвечают всего два фермента.

Первый — так называемая ПЭФаза — разлагает длинные звенья полимера на "кирпичики" из одной молекулы этиленгликоля и терефталевой кислоты еще до того, как пластик попадает в бактерию. Второй фермент, МГЭТ-гидролаза, разлагает эти звенья на этиленгликоль и терефталевую кислоту, которые затем используются микробом в его жизнедеятельности.

Процесс разложения пластика протекает достаточно медленно – бактерии "доели" пленку, которую им предложили ученые, только через шесть недель после начала эксперимента. Но учитывая то, что подобный пластиковый мусор "живет" на свалках примерно по 70-100 лет, добавление колоний Ideonella sakaiensis в мусорные кучи может заметно ускорить его разложение. Кроме того, ученые предполагают, что для переработки и уничтожения пластика можно использовать и синтетические версии ферментов.

источник




© Фото: Wu et al. / ES&T 2015

Ученые нашли гусениц, способных питаться полиэтиленом и пенопластом
Ученым улыбнулась удача – они обнаружили, что обычная почвенная бактерия Ideonella sakaiensis способна жить на стопроцентной "диете" из лавсана и разлагать его молекулы на воду и углекислый газ.

Ученые нашли неожиданное решение проблемы загрязнения природы пенопластом и прочим мусором из пластика – оказалось, что обычные мучные черви, которых подают в качестве еды в китайских ресторанах, умеют частично переваривать эти полимеры, говорится в статье, опубликованной в журнале Environmental Science & Technology.
"Это действительно революционное открытие. На мой взгляд, нам удалось достичь самого серьезного прорыва в экологической науке за последние 10 лет", — прокомментировал свое открытие Вэй-Мин Ву (Wei-Min Wu) из Стэнфордского университета (США) в интервью американскому телеканалу CNN.
Ву и его коллеги из университетов Китая совершили это открытия, экспериментируя с личинками различных всеядных насекомых, которые демонстрировали способность переваривать самую различную пищу.
В ходе этих экспериментов ученые скармливали членистоногим небольшие кусочки пенопласта и других полимеров, наблюдая за тем, ели ли их личинки и могли ли они питаться "чистой" диетой на базе полиэтилена, пенопласта и прочих компонентов пластикового мусора.
К большому удивлению Ву и его коллег, им удалось быстро найти сразу два подобных вида насекомых – обычных мучных червей (Tenebrio molitor) и их южных родичей – личинок индийских амбарных огневок (Plodia interpunctella).
Первые из них, благодаря бактериям из рода Exiguobacterium, могут съедать около 40 миллиграмм полистирола в день, что примерно равно весу одной маленькой таблетки. Мучные черви переваривают полимер не полностью, но остатки пенопласта в их экскрементах, как выяснили ученые, можно разложить при помощи других бактерий.
Амбарные огневки, в свою очередь, оказались специалистами по "утилизации" полиэтилена – они способны съесть несколько миллиграмм пленки из этого вещества, используя тандем бактерий из родов Enterobacter и Bacillus. Как и мучные черви, огневки не способны переваривать полимеры самостоятельно – если этих микробов удалить из их кишечника, то личинки погибнут, потеряв возможность извлекать питательные вещества из пластика.
Открытие и того и другого необычного свойства этих насекомых, как объясняет Ву, открывает новые пути для утилизации пластика, уничтожение которого теперь можно проводить как при помощи личинок огневок и хрущаков, так и используя те бактерии, которые были найдены в их кишечнике. Первое может быть даже предпочтительнее, так как сами гусеницы могут потом идти на корм для домашних птиц, рыб и в экзотические блюда китайских ресторанов, что сэкономит дополнительные средства.


источник