Бактерии Морган Вейг, деградирующие PET: новый фронт в борьбе с пластиковым загрязнением

Бактерии, поедающие пластик

В последний год обучения в Reed College, штат Орегон, биолог Морган Вейг выделила три бактериальных штамма, способных метаболизировать полиэтилентерефталат (PET) — полимер, используемый во множестве повседневных предметов: бутылках, одежде, пакетах и пищевой упаковке.

Эти микробы расщепляют PET на безвредные побочные продукты, предлагая перспективное биологическое решение одной из самых массовых потоков отходов планеты.

Пластиковое загрязнение сегодня

Ежегодно примерно 300 миллиардов тонн пластика попадают в океаны и свалки — объём, который бы обогнул земной шар четыре раза. Люди используют около 10 миллиардов пластиковых пакетов ежедневно. PET составляет 20 % всего ежегодно производимого пластика и может сохраняться веками, образуя гигантские «пятна мусора» размерами с штат Техас.

Научный поиск Вейг

Признавая необыкновенную адаптивность бактерий — оценивается в 5 × 10²⁷ отдельных бактерий во всём мире — Вейг спросила, не могли ли микробы, процветающие в сильно загрязнённых средах, эволюционно приобрести способность переваривать синтетические материалы.

Она сосредоточилась на семи EPA-обозначенных объектах Superfund в заливе Галвестон, штат Техас — местах настолько загрязнённых, что федеральные усилия по очистке считались национальным приоритетом. С этих горячих точек она собрала 300 образцов песка, почвы и воды, доставив их в Орегон для лабораторного анализа.

Выявление штаммов, деградирующих PET

Для того чтобы бактерия потребляла PET, она должна производить фермент липазу, инициирующий разрушение полимера. Из 300 образцов 20 показали обнаруживаемую липазную активность. Вейг сузила фокус до трёх лучших производителей: Pseudomonas putida, Bacillus cereus и ранее неименованный штамм, который она назвала Pseudomonas morgenensis в честь собственного открытия.

При культивировании на диете из PET все три штамма успешно деградировали полимер, подтверждая их естественную способность перерабатывать пластиковые отходы.

Естественная эволюция, нет риска экологического нарушения

Поскольку эти бактерии эволюционировали естественным образом в загрязнённых местах, они несут минимальный риск непреднамеренной колонизации не-пластиковых сред или нарушения существующих экосистем.

Будущие направления

Хотя находки Вейг являются важным вехой, она предостерегает, что широкое применение потребует дальнейших исследований. Стратегии включают предварительную обработку PET для улучшения бактериальной перевариваемости и обучение штаммов к другим типам пластика. Понимание механизмов поиска пищи бактериями и масштабируемость будут критичны для перевода лабораторного успеха в глобальные решения по управлению отходами.