بكتيريا التهام البلاستيك الحديثة يمكن أن تغذي ثورة إعادة التدوير

البكتريا تحدث ثروة في إعادة التدوير

نصنع أكثر من 300 مليون طن من البلاستيك كل عام للاستخدام في كل شيء من التغليف إلى الملابس فمرونتها كبيرة عندما تريد أن يتحمل ويستمر المنتج، ولكن بمجرد التخلص منه  ويتخلف البلاستيك في البيئة، وتنتشر فى الشوارع والحقول والمحيطات على حد سواء.
هدمنا كل ركن من أركان كوكبنا بإدماننا على البلاستيك.
ولكن الآن قد يكون لدينا بعض المساعدة لتنظيف الفوضى في شكل البكتيريا التي تم العثور عليها تتغذى على زجاجات المتخلص منها في مياه المجاري من مركز إعادة التدوير.
البلاستيك عبارة عن بوليمرات، جزيئات رقيقة طويلة مصنوعة من لبنات البناء المتكررة (مونومر) وذلك عبر ربط بعضها البعض لبناء شبكة متينة؛ والتي لا يمكن الاعتماد عليها.
معظم المواد البلاستيكية مصنوعة من مونيمرات الكربون القائم، وذلك من الناحية النظرية انها مصدر جيد لغذاء للكائنات المجهرية.
ولكن علي عكس البوليمرات الطبيعية (مثل السليلوز في النباتات)  ليست قابلة للتحلل. فالبكتيريا والفطريات المشتركة تطورت مع المواد الطبيعية، في حين أن كل ذلك يأتي مع الأساليب الكيميائية الحيوية الجديدة  لتسخير الموارد من المادة الميتة.
ولكن البلاستيك فقط تم تحويلة لحوالي 70 سنة. .
حتى الكائنات المجهرية ببساطة لم يكن لديها الكثير من الوقت لتطوير مجموعة أدوات الكيمياء الحيوية اللازمة لمزج علي ألياف البلاستيكية، وتقسيمها إلى أجزاء المكونات ومن ثم الاستفادة من المواد الكيميائية الناتجة كمصدر للطاقة والكربون بقدر ما تحتاج إلى النمو.

انزيم الابتكار
الآن فريق في جامعة كيوتو، من خلال التفتيش في أكوام من النفايات، وجد ميكروب ملتهم للبلاستيك. بعد خمس سنوات من البحث من خلال 250 عينات ، فإنهم عزلوا البكتيريا التي يمكن أن تعيش علي (بولي الإيثيلين تيريفثالات)(بيت) والبلاستيك الشائع المستخدم في الزجاجات والملابس.
لقد قاموا بتسمية الأنواع الجديدة من البكتيريا ايديونيلا ساكينسيس.
قد تعتقد أن هذا هو إعادة القصة القديمة، وتوصف ميكروبات أكل البلاستيك  بأنها منقذ للكوكب. ولكن هناك العديد من الاختلافات الهامة هنا.
فأولًا: كانت التقارير السابقة  توضح لانه من الصعب زراعة الفطريات، والتي من السهل أن يزرع الميكروب. حيث في هذه الحالة الميكروب ينمو بسهولة. فالباحثون تركوا البولي ايثيلين تيريفثالات في إناء دافئ مع زراعة البكتيريا وبعض المواد المغذية الأخرى، وبعد أسابيع قليلة كل البلاستيك قد هُلك.
ثانيًا، وهو الابتكار الحقيقي، أن الفريق قد حدد الإنزيمات التي يستخدمها إديونيلا ساكاينزيس لإنهيار البولي ايثيلين تيريفثالات. جميع الكائنات الحية تحتوي على الإنزيمات التي يستخدمونها لتسريع التفاعلات الكيميائية اللازمة. بعض الإنزيمات تساعد علي هضم طعامنا، وتفكيكه إلى كتل بناء مفيدة. لكن بدون الإنزيمات اللازمة للجسم لا يمكن الوصول إلى مصادر معينة من المواد الغذائية.
فعلى سبيل المثال، الناس الذين يعانون من عدم تحمل اللاكتوز ليس لديهم الإنزيم الذي يكسر سكر اللاكتوز الموجود في منتجات الألبان. ولا يمكن للإنسان هضم السليلوز، في حين أن بعض الميكروبات تتمكن من هضمه. على ما يبدو أن إديونيلا ساكاينزيس إنزيم فعال متطور تنتجه البكتيريا عندما يكون فى بيئة غنية بالبولي ايثيلين تيريفثالات.
وحدد الباحثون في كيوتو الجينات في الحمض النووي للبكتيريا المسؤولة عن إنزيم هضم البولي ايثيلين تيريفثالات. ثم تمكنوا من تصنيع المزيد من الإنزيم ومن ثم إثبات أن البولي ايثيلين تيريفثالات يمكن تقسيمها مع الإنزيم وحدها.

أول إعادة التدوير حقيقة
هذا يفتح نهجاً جديداً كلياً لإعادة تدوير البلاستيك  وإزالة التلوث. في الوقت الحاضر، معظم الزجاجات البلاستيكية لا يعاد تدويرها حقًا. بدلًا من ذلك يتم صهرها وإصلاحها إلى غيرها من المنتجات البلاستيكية الصلبة. وعادةً ما تفضل شركات التغليف البلاستيكية الطازجة "البكر" التى يتم إنشاؤها من مواد البدء الكيميائية وعادة ما تكون مشتقة من النفط.
إن إنزيمات هضم البولي ايثيلين تيريفثالات تقدم وسيلة لإعادة تدوير البلاستيك حقاً. ويمكن إضافتها إلى أحواض النفايات، وكسر جميع الزجاجات أو المواد البلاستيكية الأخرى وصولاً الى المواد الكيميائية سهلة التعامل. ويمكن بعد ذلك استخدامها لصنع البلاستيك الجديد، وإنتاج نظام إعادة التدوير الحقيقي.
وتستخدم بالفعل الإنزيمات المصنعة لتأثير كبير في مجموعة واسعة من العناصر اليومية. مساحيق الغسيل البيولوجي تحتوي علي الانزيمات التي تهضم البقع الدهنية. الأنزيمات المعروفة باسم رينيت التي تستخدم لتصلب الجبن مرة واحدة جاءت من الأمعاء ولكن الآن يتم تصنيعها باستخدام البكتيريا المعدلة وراثياً. ربما يمكننا الآن استخدام طريقة تصنيع مماثلة لتنظيف الفوضى لدينا.

تمت الترجمة بواسطة: Shaimaa Ahmed