Podle vědců z Texaské univerzity může enzym, který dokáže chemicky rozložit lahve a obaly, jejichž rozklad obvykle trvá staletí, pomoci vyčistit miliardy tun plastů na skládkách a dalších znečištěných místech.
Inženýři a vědci z univerzitní Cockrell School of Engineering a College of Natural Sciences vytvořili „enzym požírající plasty“ pomocí modelu strojového učení, který generuje nové mutace přírodního enzymu zvaného PETáza.
Enzym PETáza umožňuje bakteriím rozkládat plasty PET (polyethylentereftalát), které se běžně používají mimo jiné k balení potravin a nápojů.
Podle výzkumníků model strojového učení předpovídá, které mutace těchto enzymů by „dosáhly cíle rychlé depolymerizace plastového odpadu po spotřebě při nízkých teplotách“.
Univerzita uvedla, že enzym PETáza byl schopen dokončit „kruhový proces“ spočívající v rozpadu plastu na menší části a jeho následném chemickém složení zpět, což je proces známý také jako repolymerizace.
V některých případech mohly být tyto plasty, jejichž rozklad obvykle trvá staletí, zcela rozloženy během pouhých 24 hodin.
Vědci zkoumali 51 různých plastových nádob, pět polyesterových vláken a tkanin a lahve na vodu vyrobené z PET a podařilo se jim prokázat účinnost enzymu, který nazvali „funkční, aktivní, stabilní a tolerantní PETáza“ nebo zkráceně „FAST-PETáza“.
Jejich výsledky byly publikovány 27. dubna v časopise Nature (pdf) a znamenají velký krok vpřed ve snaze najít biologické řešení pro recyklaci plastů, ačkoli vědci v Austrálii rovněž vyvíjejí enzym požírající plasty, který je podle nich podobný postavičce z videohry Pac-Man požírající pelety a funguje do hodiny.
Podle Programu OSN pro životní prostředí (UNEP) se ročně vyprodukuje 400 milionů tun plastového odpadu.
Celosvětově se recykluje méně než 10 % všech plastů, uvedla univerzita a dodala, že nejčastěji používanou metodou je jejich vyhazování na skládku a spalování. Tato metoda je však nákladná a škodlivá pro životní prostředí, protože při ní vznikají toxické plyny v ovzduší.
Další průmyslové procesy používané k recyklaci plastů jsou energeticky náročné.
Vědci poznamenali, že až do jejich objevu „nikdo nebyl schopen přijít na to, jak vyrobit enzymy, které by mohly účinně fungovat při nízkých teplotách, aby byly přenosné a zároveň cenově dostupné ve velkém průmyslovém měřítku“.
Enzym FAST-PETase dokáže tento proces provádět při teplotě nižší než 50 stupňů Celsia.
„Možnosti využití tohoto špičkového recyklačního procesu jsou v různých průmyslových odvětvích nekonečné,“ uvedl Hal Alper, profesor na McKettově katedře chemického inženýrství na Texaské univerzitě v Austinu. „Kromě odvětví nakládání s odpady to také poskytuje společnostem z každého odvětví příležitost převzít iniciativu v recyklaci svých výrobků. Prostřednictvím těchto udržitelnějších přístupů k enzymům si můžeme začít představovat skutečné oběhové hospodářství plastů.“
Výzkumníci v současné době pracují na rozšíření enzymu pro průmyslové a environmentální využití a podali patentovou přihlášku na technologii, která by se pravděpodobně používala k čištění skládek a znečištěných míst.
Francouzská biotechnologická společnost Carbios rovněž využívá enzymatickou recyklaci k urychlení procesu a uvedla, že je připravena ji letos rozšířit.
Přeloženo z původního článku newyorské redakce. (jas)
