PET Plastiği Çözebilen Plastik Yiyici Bakteri Keşfedildi
Paketlemeden giyime kadar her şeyde kullanmak üzere her yıl 300 milyon tondan fazla plastik üretiyoruz. Bir ürünün uzun yıllar dayanmasını istiyorsanız, plastiğin esnekliği bunun için harika bir sebeptir. Fakat plastiklerin kullanım ömrü bittiği zaman, çevrede kolay kolay yok olmuyor bu sebeple gezegenimizin her köşesi, plastiğe olan bağımlılığımız yüzünden kötü etkilenmiştir. Fakat şimdi, bir geri dönüşüm merkezinin çamurunda bulunan atılmış şişeleri yavaşça yediği keşfedilen bakteri ile birlikte, bu pisliği temizlemede biraz yardım alabiliriz.
Plastikler, tekrarlı (monomer) yapı taşlarından meydana gelen uzun ince moleküller olan polimerlerdir. Polimerler, dayanıklı ve yumuşak bir ağ oluşturmak için birbirine çapraz şekilde bağlanmaktadırlar. Çoğu plastik karbon temelli monomerlerden yapılır, bu yüzden kuramsal olarak mikroorganizmalar için iyi bir besin kaynağıdırlar.
Fakat doğal polimerlerden (bitkilerdeki selüloz gibi) farklı olarak plastikler genelde biyolojik olarak çözünemezler. Bakteriler ve mantarlar, doğal maddeler ile birlikte evrimleşmişler ve her zaman ölü haldeki maddeden kaynak toplamak için yeni biyokimyasal yöntemler bulmuşlardır.
Fakat plastikler, yalnızca yaklaşık 70 yıldır kullanımda. Bu yüzden mikroorganizmaların, plastik liflere tutunacak gerekli biyo kimyasal araç setini evrimleştirecek, onları bileşenlerine ayrıştıracak ve sonra büyümeleri için gerekli olan enerji ve karbon kaynağı olarak elde ettikleri kimyasallardan faydalanacak fazla zamanları olmamıştı.
Kyoto Üniversitesi araştırmacıları, atık yığınlarında araştırma yaparak plastik yiyen bir mikrop buldu. 250 örnek içinde beş yıl boyunca arama yaptıktan sonra, şişelerde ve giysilerde kullanılan genel bir plastik olan PET (polietilen tereftalat) üzerinde yaşayabilen bir bakteriyi ayırdılar. Yeni bakteri türünü Ideonella sakaiensis olarak adlandırdılar.
Plastik yiyen mikroplar hakkında zaten gezegenimizin kurtarıcıları olarak çığırtkanlık yapıldığı için, bunu eski bir hikayenin yeniden piyasaya sürülmesi olarak düşünebilirsiniz. Fakat burada birkaç önemli farklılık bulunuyor.
Öncelikle, önceki raporlar yetiştirmesi zor olan mantar hakkındaydı, fakat bu mikrop kolay bir şekilde büyüyor. Araştırmacılar, bakteri kültürü ve bazı diğer besinler ile birlikte PET’i sıcak bir kavanozda bırakıyor ve birkaç hafta sonra tüm plastik yok oluyor.
Araştırmacılar daha sonra, Ideonella sakaiensis‘in PET’i ayrıştırmak için kullandığı enzimleri tanımladı. Yaşayan bütün canlılar, gerekli kimyasal tepkimeleri hızlandırmak için enzim içermektedirler. Bazı enzimler besinlerimizi sindirmeye ve onları faydalı yapı taşlarına parçalamaya yardımcı oluyor. Gerekli enzimler olmadan vücut belirli besin kaynaklarına ulaşamaz.
Örneğin, laktoz hazımsızlığı bulunan insanlar, süt ürünlerinde bulunan laktoz şekerini ayrıştıran enzime sahip değillerdir. Ayrıca bazı mikroplar selülozu sindirebilirken, hiçbir insan bunu yapamaz. Ideonella sakaiensis, bakterinin PET bakımından zengin olan bir çevrede bulunduğu zaman ürettiği etkili bir enzim evrimleşmiş gibi görünüyor.
Kyoto Üniversitesi araştırmacıları, bakterinin DNA’sında PET sindiren enzimden sorumlu olan geni tanımladılar. Ardından bu enzimden daha fazla üretmeyi başardılar ve sonra sadece bu enzim ile PET’in ayrıştırılabileceğini gösterdiler.
Bu, plastik geri dönüşümü ve arıtımına tamamen yeni bir yaklaşımın kapısını açıyor. Şu anda çoğu plastik şişe tamamen geri dönüştürülmüyor. Bunun yerine eritiliyor ve başka sert plastik ürünlerine yeniden biçimlendiriliyorlar. Paketleme şirketleri genelde, çoğunlukla petrolden türetilen kimyasal başlangıç malzemelerinden oluşturulan yeni üretilmiş plastik tercih ediyor.
PET sindiren enzimler, tamamen geri dönüştürülen plastiğe doğru yeni bir yol sunuyor. Bunlar atık varillerine eklenebilir ve tüm şişelerle birlikte diğer plastik nesneleri işlemesi kolay olan kimyasallara ayrıştırabilirler. Daha sonra bunlar, gerçek bir geri dönüşüm yapısı üreterek taze plastik üretimi için kullanılabilirler.
Üretilen enzimler, her gün kullanılan eşyaların geniş bir bölümünde zaten büyük bir etkiye sahip. Biyolojik yıkama tozları, yağ lekelerini sindiren enzimler içeriyor. Peyniri sertleştirmek için kullanılan ve rennet (peynir mayası) adıyla bilinen enzimler, eskiden danaların bağırsaklarından geliyordu fakat şimdi genetiği değiştirilmiş bakteri kullanılarak üretiliyor. Belki de oluşturduğumuz kirliliği temizlemek için şimdi benzer bir üretim yöntemi kullanabiliriz.
Kaynak:
- Bilimfili,
- The Conversation
- Shosuke Yoshida, Kazumi Hiraga, Toshihiko Takehana, Ikuo Taniguchi, Hironao Yamaji1, Yasuhito Maeda, Kiyotsuna Toyohara5, Kenji Miyamoto, Yoshiharu Kimura, Kohei Oda A bacterium that degrades and assimilates poly(ethylene terephthalate) Science 11 Mar 2016: Vol. 351, Issue 6278, pp. 1196-1199 DOI: 10.1126/science.aad6359
