В ходе исследования сканировали более 200 миллионов генов, обнаруженных в образцах ДНК, взятых из окружающей среды, и найдено 30 000 различных ферментов, которые могут разрушать 10 типов пластика.
Исследование является первой крупномасштабной глобальной оценкой способности бактерий разлагать пластик и обнаружило, что каждый четвертый из проанализированных организмов содержит подходящий фермент. Ученые выяснили, что количество и тип обнаруженных ими ферментов соответствовали количеству и типу пластикового загрязнения в разных местах.
Результаты «свидетельствуют об измеримом влиянии пластикового загрязнения на глобальную микробную экологию».
Ежегодно в окружающую среду выбрасываются миллионы тонн пластика, и теперь загрязнение пронизывает всю планету, от вершины Эвереста до самых глубоких океанов. Уменьшение количества используемого пластика имеет жизненно важное значение, равно как и надлежащий сбор и переработка отходов.
Но многие пластики все еще трудно переработать. Использование ферментов для быстрого разложения полимеров позволяет изготавливать новые продукты из старых, сокращая потребность в производстве первичного материала. Новое исследование предоставляет множество новых ферментов, которые необходимо изучить и адаптировать для промышленного использования.
«Мы нашли несколько доказательств, подтверждающих, что потенциал глобального микробиома по разложению пластика сильно коррелирует с измерениями загрязнения окружающей среды пластмассой, что является важной демонстрацией того, как окружающая среда реагирует на давление, которое мы оказываем на нее», — говорит профессор Алексей Зелезняк из Технологического университета Чалмерса в Швеции.
Ян Зримек, также из Университета Чалмерса, сказал: «Мы не ожидали найти такое большое количество ферментов в таком количестве различных микробов и средах обитания. Это удивительное открытие, которое действительно иллюстрирует масштаб проблемы».
По словам исследователей, стремительный рост производства пластика за последние 70 лет с 2 до 380 млн тонн в год дал микробам время развиться и заняться пластиком. Исследование, опубликованное в журнале Microbial Ecology, началось с набора данных из 95 микробных ферментов, которые, разлагают пластик и часто обнаруживаются у бактерий на свалках.
Затем команда искала аналогичные ферменты в образцах ДНК окружающей среды, взятых другими исследователями из 236 разных мест по всему миру.
Около 12000 новых ферментов было обнаружено в пробах океана, взятых в 67 местах и на трех разных глубинах. Результаты показали стабильно более высокие уровни разрушающих ферментов на более глубоких уровнях, соответствующие более высоким уровням пластикового загрязнения, которые, как известно, существуют на более низких глубинах.
Образцы почвы взяли из 169 мест в 38 странах и содержали 18 000 ферментов, разлагающих пластик. Известно, что почвы содержат больше пластика с фталатными добавками, чем океаны, и исследователи обнаружили в образцах суши больше ферментов, которые атакуют эти химические вещества.
Ученые заявили, что почти 60% новых ферментов не вписываются ни в один из известных классов, предполагая, что эти молекулы разлагают пластмассы способами, которые ранее были неизвестны.
«Следующим шагом будет тестирование наиболее многообещающих кандидатов-энзимов в лаборатории, чтобы тщательно изучить их свойства и скорость разложения пластика, которой они могут достичь», — сказал Зелезняк.
