agrarszektor.hu • 2022. június 11. 16:00
Egy texasi kutatócsoportnak egy algoritmus segítségével sikerült egy olyan műanyaglebontó enzimet létrehoznia, amellyel két nap alatt teljesen le tudtak bontani egy műanyag tálcát. Ez a speciális algoritmus egy, a természetben is létező műanyagfaló baktérium lebontó enzimjét turbózta fel úgy, hogy az képes lett gyorsabban és hatékonyabban, ipari körülmények között is működni tudjon. A mesterséges intelligencia addig cserélgette a baktériumfaló enzimet alkotó aminosavak sorrendjét, amíg létre nem jött ez a szuperenzim.
Még 2016-ban történt, hogy japán tudósok egy műanyagújrahasznosító-üzemben egy olyan baktériumot fedeztek fel, amely a saját energiaellátásához a polietilén-tereftalát (PET) hosszú láncának alkotóelemeit használta fel, magyarán felfalta a műanyagot. Ez a különleges baktérium azonban nemcsak meglehetősen lassú, de a környezeti körülményekre is rendkívül kényes: csak 30-37 fokos hőmérsékleten, 7-7,5-es, vagyis semleges pH mellett tudja igazán hatékonyan végezni a feladatát - írta meg a Qubit.hu.
A főként a műanyagpalackok alapanyagaként ismert PET a világ szilárdhulladék-termelésének a 12%-át teszi ki, számos csomagolóanyag része, de még műszálas ruhák alapanyagaként is nagy tömegben hasznosítják. Évente nagyjából 50 millió tonna PET-hulladék keletkezik globálisan, és egyes becslések szerint ez a mennyiség 2-3 éven belül a duplájára nőhet, miközben világszerte élő szervezetek százainak véréből és sejtjeiből mutatják ki a műanyagok soha el nem bomló mikroszemcséit.
A texasi kutatócsoport által használt algoritmus az eredeti műanyagfaló enzim aminosavláncában mindössze három módosítást javasolt, de az eredmény lenyűgöző lett: a módosított enzim két nap alatt teljesen eltüntetett egy műanyag tálcát. Ez azt jelenti, tértek ki rá a beszámolók, hogy az így létrejött szuperenzim kétszer olyan gyorsan dolgozik, mint a korábbi, mesterségesen előállított műanyaglebontó enzimek. Az algoritmus által kreált műanyagfaló enzimet a kutatók nemcsak a laboratóriumi kísérleti anyagokkal "etették meg", hanem a kereskedelmi forgalomban kapható palackokkal, csomagolóanyagokkal és tárolóedényekkel is "megkínálták", hasonló sikerrel.
A baktériumok mesterségesen felturbózott enzimjei ellen az szól, hogy a lenyűgöző sebességhez lényegesen magasabb hőmérsékletre van szükségük, mint természetes kistestvéreiknek. Igaz, a texasi csapat algoritmusa által alkotott lebontó enzim így is sokkal könnyebben kezelhető, mint a hagyományosabb módszerekkel kikísérletezett variánsok: mindössze 50 Celsius-fokra van szüksége ahhoz a művelethez, amelyet elődei még 70 Celsius-fokon voltak hajlandóak elvégezni. Az 50 fok még mindig túl magas ahhoz, hogy ipari mennyiségben lehessen műanyagszemetet lebontani a gép alkotta enzim segítségével, de a kutatók azt remélik, hogy az algoritmus okosításával képesek lesznek egy alacsonyabb hőmérsékleten üzemelő enzimet is létrehozni.