Как микробы могут помочь решить глобальный кризис загрязнения пластиком

Многие ученые обращаются к природе в поисках инновационных решений проблемы пластиковых отходов. Одно из перспективных направлений — микробная деградация: использование естественной способности некоторых бактерий и грибов разлагать пластик.

Эти микробы производят специализированные ферменты, способные расщеплять длинные углеродные цепи полимеров, используя пластик как источник пищи. Ранее поиск таких микроорганизмов велся в загрязненных средах, таких как свалки. Это привело к открытию, например, бактерии Ideonella sakaiensis, полностью разлагающей полиэтилентерефталат (PET).

Однако способность микробов разрушать пластик основана на перепрофилировании уже существующих в природе метаболических функций, предназначенных для разложения природных полимеров (целлюлозы, хитина, кутина), которые структурно схожи с синтетическим пластиком. Исследование, опубликованное в журнале Polymer Degradation and Stability, подтверждает это: в незагрязненных средах (торфяном болоте и бытовом компосте) были обнаружены штаммы бактерий Gordonia и Arthrobacter, которые за 28 дней разложили полипропилен и полистирол на 23% и 19,5% соответственно, без какой-либо предварительной обработки пластика. Эти показатели — одни из самых высоких зарегистрированных скоростей биодеградации для данных пластиков.

Эти открытия важны, поскольку пластик, будучи чрезвычайно полезным материалом, стал серьезной угрозой из-за своей устойчивости к разложению. Ежегодное производство пластика превышает 460 миллионов тонн, до половины из которых составляют одноразовые изделия. При этом глобальный уровень переработки составляет лишь 9%. Значительная часть отходов попадает в окружающую среду, фрагментируясь в микропластик.

Продолжающиеся переговоры ООН по глобальному договору о пластике направлены на создание циркулярной экономики и прекращение загрязнения пластиком к 2040 году. Прогресс в области микробной инженерии, открытия ферментов и экологической микробиологии приближает нас к созданию эффективных систем биодеградации пластика как реалистичного компонента стратегии борьбы с загрязнением.