Созданный учёными фермент разлагает пластик за 24 часа

Фермент может очистить миллиарды тонн пластика на свалках и в других загрязнённых местах.

Инженеры и учёные из Инженерного университета Кокрелла и Колледжа естественных наук создали «фермент, поедающий пластик», используя модель машинного обучения для создания новых мутаций природного фермента под названием ПЭТаза.

Фермент ПЭТаза позволяет бактериям разлагать пластик (полиэтилентерефталат), который обычно используется для производства упаковок продуктов питания и напитков.

По словам исследователей, модель машинного обучения предсказывает, какие мутации в этих ферментах «достигнут цели быстрой деполимеризации бывших в употреблении отходов пластика при низких температурах».

В университете заявили, что фермент ПЭТаза смог за 24 часа завершить «циклический процесс», состоящий из разрушения пластика на более мелкие части, а затем их химического соединения — процесс, также известный как реполимеризация.

Исследователи подвергли действию фермента 51 пластиковый контейнер, пять полиэфирных волокон и тканей, а также бутылки для воды из пластика, и смогли доказать эффективность фермента, который они назвали «функциональная, активная, стабильная и толерантная ПЭТаза» или «FAST-ПЭТаза».

Результаты их исследования были опубликованы в журнале Nature от 27 апреля и знаменуют собой огромный шаг вперёд в поиске биологических решений для переработки пластика.

Учёные в Австралии также разрабатывают фермент, поедающий пластик. Он похож на пожирающего гранулы персонажа видеоигры Pac-Man и действует в течение часа.

Ежегодно в мире производится 400 млн т пластиковых отходов, согласно данным Программы ООН по окружающей среде.

По данным университета, во всём мире перерабатывается менее 10% пластика. Наиболее часто пластик сжигается на свалках. Однако этот метод является дорогостоящим и вредным для окружающей среды, поскольку в воздухе образуются токсичные газы. Другие промышленные процессы для переработки пластмассы являются энергоёмкими.

Исследователи отметили, что раньше «никто не мог понять, как сделать ферменты, которые могли бы эффективно работать при низких температурах, чтобы сделать их одновременно портативными и доступными в промышленных масштабах».

Фермент FAST-ПЭТаза уничтожает пластик при температуре менее 50 градусов Цельсия.

«Возможности использования этого передового процесса переработки безграничны в разных отраслях, — сказал Хэл Альпер, профессор кафедры химического машиностроения МакКетты Техасского университета в Остине. — Помимо отрасли переработки отходов, это также даёт возможность корпорациям всех отраслей взять на себя инициативу по переработке своей продукции. Используя эти более устойчивые подходы к ферментам, мы можем создать безотходное производство пластмассы».

Исследователи в настоящее время работают над масштабированием фермента для промышленного и экологического использования и подали патентную заявку на технологию, которая будет использоваться для очистки свалок и загрязнённых участков.

Французская биотехнологическая компания Carbios также использует ферментативную переработку для ускорения процесса, она заявила, что готова расширить масштабы в этом году.