Sintawee Sulaiman kutató 2010-ben kezdte meg első laboratóriumi munkáját a japán Oszakai Egyetemen. A feladata az volt, hogy módosítsa és kísérletezzen egy olyan enzimmel, amelyet kollégái az egyetem melletti parkban egy halom rothadó levélben fedeztek fel, és amit LCC-nek (leaf-branch compost cutinase) neveztek el.
Az LCC ugyanis segít a mikrobáknak lebontani a levelek viaszos bevonatát, Sulaiman éppen ezért azt remélte, hogy az akár a műanyag lebontásában is segíthet – írja a BBC. A kutató a hipotézisének igazolására egyik délután feldarabolt néhány műanyag csomagolást, a darabokat pedig egy éjszakára vízben hagyta néhány LCC-mintával együtt.
Reggelre meghökkentő eredményt kapott: „A műanyagdarabon volt néhány lyuk, vagy valami bomlás” – emlékszik vissza. „Ez nagyon meglepett.”
A Sulaiman által a kísérlethez használt műanyag egy PET volt (polietilén-tereftalát, az egyik legelterjedtebb polikondenzációs műanyag – a szerk.), amely egy polimer – egy hosszú molekula, amelyben a monomereknek nevezett kisebb kémiai egységek szorosan kapcsolódnak egymáshoz.
Mint elmondta, a természetben mindenhol találhatók polimerek – a cellulóz, a fák és más növények szerkezeti eleme a leggyakoribb példa erre. A kutató által vizsgált enzimek pedig mellettük fejlődtek ki, hogy lebontsák kémiai kötéseiket, lehetővé téve a mikrobák számára a szerves anyagok biológiai lebontását.
Ezek az enzimek azonban csak néhány évtizede voltak kitéve a műanyagoknak, ezért azt nem voltak képesek teljesen lebontani. Az elmúlt két évtizedben ezért a tudósok azon igyekeztek, hogy tovább fejlesszék ezt, a természetben is megtalálható molekulát.
Ezt tette Alain Marty professzor és kollégái a francia Toulouse-i Egyetemen: nyolc éven keresztül újratervezték az LCC-t – ami mostanra már LCCICCG – ez az enzim pedig mára olyan hatékony, hogy teljesen le tudja bontani a PET-polimert az alkotó monomerekre.
Alain Marty professzor jelenleg a Carbios tudományos vezetője, egy közép-franciaországi biokémia területén működő vállalaté, amely számos világméretű szabadalom birtokában van, többek között azon enzimek ipari alkalmazásának is, amelyek komposztálhatóvá teszik a műanyaghulladékot.
Néhány műanyagtípust azonban így sem lehet újrahasznosítani
„Nagyon lelkes vagyok a Carbios által végzett munka miatt, mert ők egyfajta úttörő szerepet játszanak” – fogalmazott Andy Pickford professzor, a Portsmouthi Egyetem enziminnovációs központjának munkatársa.
Hozzátette ugyanakkor: más műanyagtípusok újrahasznosításával kapcsolatban már kevésbé optimista: „Néhányat talán soha nem lehet újrahasznosítani, és jól tesszük, ha eltekintünk ezeknek a műanyagoknak a használatától”.
Mint mondta, bármilyen előrelépés üdvözlendő lenne – ugyanis az OECD szerint világszerte a műanyag kevesebb mint 10%-át hasznosítják újra. Évente a világ 400 millió tonna műanyaghulladékának mintegy fele a hulladéklerakókba kerül.
A Carbios éppen ezért már most a bonyolultabb kémiai szerkezetű műanyagok felé fordítja figyelmét: A lista élén a nejlon áll, de Marty professzor elmondása szerint ehhez egy teljesen más enzimre lesz szükség.