結局のところ、プラスチックは生分解性である可能性があります

ライプツィヒの研究者らは、世界で最も広く生産されているプラ​​スチックであるPETを急速に分解する酵素を発見した。 古いトートバッグを食べてしまうかもしれません。

クリスチャン・ゾンネンデッカーと彼の研究チームは、ライプツィヒの墓地の堆肥の山をあさっていたときに、これまで見たことのない7つの酵素を発見しました。

彼らは、世界で最も大量に生産されているプラ​​スチックである PET プラスチックを食べるタンパク質を探していました。 ボトル入り飲料水やブドウなどの食料品によく使用されます。

DWがライプツィヒ大学の研究室を訪れたとき、ゾネンデッカー氏は、サンプルを研究室に持ち帰ったとき、科学者たちはあまり期待していなかった、と語った。

彼らが探し回ったのはこれが 2 回目のゴミ捨て場に過ぎず、PET を食べる酵素は珍しいと考えられていました。

しかし、サンプルの 1 つから、PHL7 と呼ばれる酵素、またはポリエステル加水分解酵素が見つかりました。 そしてそれは彼らに衝撃を与えました。 PHL7 酵素は、プラスチック片全体を 1 日以内に分解しました。

PHL7は、今日PETプラスチックを食べる実験で使用される標準酵素であるLCCよりも何倍も早くPETプラスチックを「食べる」ようです。

発見がまぐれではないことを確認するために、Sonnendecker のチームは、両方の酵素が複数のプラスチック容器を分解する PHL7 と LCC を比較しました。 そして、それが真実であることがわかりました。PHL7 の方が高速でした。

カナダ、オンタリオ州のクイーンズ大学の酵素学者グラハム・ハウ氏は、「これらの酵素を見つけるには、何百もの異なる場所からサンプルを採取する必要があると思っていただろう」と語った。

ハウ氏はPETの分解も研究しているが、ライプツィヒの研究には関与していないが、『Chemistry Europe』誌に発表された研究に驚いているようだ。

「どうやら、自然に行けば、どこにでもこれを行う酵素が存在するようです」とハウ氏は語った。

PET プラスチックはリサイクル可能ですが、生分解しません。 核廃棄物やパートナーへの意地悪なコメントと同じように、PET プラスチックは一度生成されると完全に消えることはありません。

新しい製品に作り変えることができます。たとえば、リサイクルされた水筒からトートバッグを作るのは難しくありません。 しかし、プラスチックの品質はサイクルごとに劣化します。

そのため、多くの PET は最終的にカーペットなどの製品に加工され、そして、そう、膨大な数のトートバッグが埋め立て地に行き着きます。

この問題を解決するには 2 つの方法があります。1 つ目は、すべての PET プラスチックの生産を停止することです。

しかし、この素材は非常にありふれたものであるため、たとえ企業がすぐにその製造を中止したとしても、何百万もの空のソフトドリンクボトル、またはそのボトルから作られたトートバッグがまだ数千年にわたって放置されることになるでしょう。

2 番目の方法は、プラスチックを強制的に分解することです。 科学者たちは何十年もの間、それを行う酵素を見つけようとしてきましたが、2012年にLCC、つまり「葉枝堆肥クチナーゼ」を発見しました。

LCC は、LCC の構成要素である PETase をエステラーゼとして知られる別の酵素と組み合わせると、PET プラスチックを分解するために使用できることが示されたため、大きな進歩でした。

エステラーゼ酵素は、加水分解と呼ばれるプロセスで化学結合を切断するために使用されます。

LCCを研究している科学者らは、この酵素が天然ポリマーと合成ポリマー（後者はプラスチック）を区別しないことを発見した。 代わりに、LCC は PET プラスチックを自然に存在する物質として認識し、天然ポリマーと同じように食べます。

LCCの発見以来、ゾンネンデッカーのような研究者は、自然界の新しいPETを食べる酵素を探してきました。 LCCは良いと言われますが、限界もあります。 それは速いですが、PET を分解するにはまだ数日かかり、反応は非常に高い温度で発生する必要があります。

他の科学者や研究者は、LCC をより効率的にするためにどのように設計するかを見つけ出そうとしています。

Carbiosというフランスの会社がそれをやっている。 彼らは、より高速で効率的な酵素を作成するために LCC を設計しています。

また、テキサス大学オースティン校の研究者らは、機械学習アルゴリズムを使用して PET を食べるタンパク質を作成しました。 彼らのタンパク質はPETプラスチックを24時間で分解することができるという。

クイーンズ大学の化学教授デビッド・ゼシェル氏は、こうしたアプローチは常に既知のことから始まると述べ、研究者らは必ずしも新しいものを発見するわけではなく、すでに発見されたものを改善するために取り組んでいると述べた。

研究者が PET を分解するのに最適な酵素を作成しようとしているため、この種の工学は重要であると Zechel 氏は述べています。

ゾンネンデッカー氏の研究は、「PETに関して」天然に存在する酵素の可能性という点で「まだ表面をなぞっただけ」であることを示している、と同氏は述べた。

ゾンネンデッカー氏が新たに発見した酵素にも限界がある。 スーパーでブドウを買うときの容器は壊れる可能性がありますが、ソフトドリンクのボトルは壊れません。 まだ。

ドリンクボトルに使用されている PET プラスチックは、引き伸ばされて化学的に変化しているため、ブドウの容器に使用されている PET よりも生分解されにくくなっています。

テストでは、ゾンネンデッカーのチームは、酵素がプラスチックを分解しやすくする、ペットボトルに適用する前処理を開発しました。 しかし、その研究はまだ発表されていません。

同研究者によると、産業界の支援があれば、PHL7を使ってPETを大規模に分解する技術は約4年以内に完成する可能性があるという。

編集者: ズルフィカール・アバニー