Oamenii de știință au descoperit cum pot descompune plasticul în câteva zile, nu secole

Un grup de oameni de știință de la Universitatea din Texas, Austin, a creat o enzimă modificată care poate descompune plasticul în câteva zile. În caz că nu știai, în mod normal, plasticul se descompune în câteva secole.

Cercetătorii, care și-au publicat descoperirea în revista Nature, au folosit machine learning ca să creeze o proteină care poate descompune PET-ul, o rășină sintetică folosită în fibrele pentru îmbrăcăminte și plastic care constituie 12 la sută din deșeurile globale.

Enzima face asta printr-un proces numit depolimerizare, prin care un catalizator separă PET-ul în monomerii originali, care pot fi repolimerizați și convertiți în alte produse din plastic. Cel mai interesant e că enzima poate face asta în doar o săptămână.

„Putem descompune plasticul în monomerii inițiali. Odată ce ai făcut asta, e ca și cum ai produce plastic nou de la zero, cu beneficiul că nu mai trebuie să utilizezi și resurse adiționale din petrol”, a declarat la telefon pentru Motherboard Hal Alper, profesor de inginerie chimică și autor al studiului.

„Acest proces e mai avantajos decât reciclarea tradițională. Dacă topești plasticul și îl remodelezi, pierzi din integritatea lui la fiecare rundă de reciclare. În cazul nostru, poți face plastic virgin de fiecare dată, de la zero.”

Efortul lor se adaugă unei mișcări întregi de cercetări asupra enzimelor care mănâncă plastic. Primele au fost făcute în 2005 și de atunci s-au mai descoperit 19 enzime derivate din bacterii care trăiesc pe plastic.

Dar multe dintre aceste enzime naturale sunt compuse din permutări de proteine care funcționează bine în mediile lor specifice, dar sunt limitate de condițiile de temperatură și PH, motiv pentru care nu pot fi folosite în centrele de reciclare. Enzima descoperită de Alper și echipa lui poate descompune 51 de tipuri de PET în orice condiții de temperatură și PH.

Cercetătorii au numit enzima FAST-PETase, un acronim pentru „funcțională, activă, stabilă și tolerantă”. I-au găsit structura prin intermediul machine learning. Un algoritm a primit 19 mii de structuri proteice și a învățat să prezică pozițiile aminoacizilor într-un mediu care nu era optimizat. A folosit formula ca să rearanjeze aminoacizii pentru tipurile existente de PETase în poziții noi, a identificat combinații îmbunătățite și a ajuns la o structură care are de 2,4 ori mai multă activitate decât orice enzimă PETase la patruzeci de grade Celsius și de 38 de ori mai multă activitate la cincizeci de grade Celsius.

„Ce vedem în natură e probabil optim, cel puțin în cadrul mediului local din jurul acestor aminoacizi. Am analizat toți aminoacizii din fiecare proteină și am văzut ce i se potrivește fiecăruia”, a zis Alper.

Alper și echipa lui speră ca enzima lor să rezolve problema globală a plasticului. Acum, enzima trebuie doar să poată fi înmulțită la scară industrială.

Mai întâi, Alper și echipa vor testa enzima pe diverse tipuri de plastic găsite în natură și speră să elimine „miliarde de tone de deșeuri” din mediul în care trăim.