Wissenschaftler entwickeln ein Enzym, das Plastikmüll frisst

ews Flash: Wir haben ein Plastikproblem. Wenn sich die aktuellen Trends in der Kunststoffproduktion fortsetzen werden wir bis 2050 34 Milliarden Tonnen Plastikmüll produzieren. Das ist das Vierfache der Menge die wir seit der Einführung von Plastik im Jahr 1907 produziert haben - und fast die Hälfte davon wird laut jüngsten Angaben auf Mülldeponien landen Forschung.

Aber es gibt Hoffnung. Wissenschaftler haben ein von Bakterien stammendes Enzym entwickelt das eine Art von Kunststoff vollständig abbaut und sie planen ein neues chemisches Verfahren zu entwickeln mit dem ein großer Teil des Kunststoffabfalls schnell und sicher beseitigt werden kann. Eine neue Studie wurde in der Zeitschrift Proceedings of the Nationale Akademie der Wissenschaften.

Forscher der Universität von Portsmouth und des National Renewable Energy Laboratory des US-amerikanischen Energieministeriums untersuchten PETase ein kürzlich entdecktes natürliches Enzym (oder eine von Bakterien produzierte Chemikalie) das Polyethylenterephthalat isst ( PET).

PET ist ein flexibler Kunststoff der durch die Verarbeitung von Erdöl hergestellt wird und rund 10 Prozent aller weltweit hergestellten Kunststoffe ausmacht. Darüber hinaus werden laut British Plastics Federation rund 70 Prozent der Erfrischungsgetränke in PET-Plastikflaschen abgefüllt. Es gibt es erst seit den 1940er Jahren und es bricht seit Hunderten von Jahren nicht von alleine zusammen. Das bedeutet dass wir derzeit nur vier Möglichkeiten haben mit Kunststoffabfällen umzugehen: Sie können recycelt in Kraftstoff oder Energie umgewandelt in Abfallentsorgungssystemen entsorgt oder gemäß Ocean Conservancy entsorgt werden.

Derzeitiges PET-Recycling Prozesse sind jedoch relativ ineffizient erklärt Lee Woodcock Ph.D. Studienautor und außerordentlicher Professor an der Fakultät für Chemie der Universität von Südflorida - was die Menge an PET begrenzt die tatsächlich recycelt wird. "Letztendlich bedeutet dies dass mehr davon auf Mülldeponien landet und die Umwelt wie das Meer" sagt er. Tatsächlich wurden schätzungsweise 79 Prozent aller jemals produzierten Kunststoffe bis heute ausrangiert wie ein Haufen schwimmender Plastikmüll zeigt der im Pazifischen Ozean entdeckt wurde und dreimal so groß ist wie Frankreich.

Ein Beitrag von Bioprentice UTHM ( @bdcvuthm) am 2. April 2018 um 7:05 Uhr PDT

Woodcocks Team wollte verstehen wie sich das PETase-Enzym entwickelt und ob es verbessert werden kann. Mit einem leistungsstarken neuen Mikroskop namens Synchrotron haben sie versehentlich ein Enzym entwickelt das Plastik noch besser verdaut als dasjenige das in der Natur vorkommt. Das neu entdeckte Enzym kombiniert ein Enzympaar (PETase und MHETase) und ermöglicht so den vollständigen Abbau von PET in seine ursprünglichen Bausteine.

„Obwohl die Verbesserung bescheiden ist deutet diese unerwartete Entdeckung darauf hin dass Platz vorhanden ist Um diese Enzyme weiter zu verbessern nähern wir uns einer Recyclinglösung für den immer größer werdenden Berg weggeworfener Kunststoffe “ sagte der Studienautor John McGeehan Ph.D. Professor für Strukturbiologie und Direktor des Instituts für Biologie und Biomedizin Wissenschaften an der School of Biological Sciences in Portsmouth.

Forscher arbeiten nun daran wie das Enzym verbessert werden kann damit es Industriekunststoffe schneller abbaut was ihrer Meinung nach mit relativ geringen Änderungen erreicht werden kann. „Dies ist ein sehr starker Hinweis darauf dass weitere Enzymtechniken durchgeführt werden können um seine Aktivität erheblich zu steigern. Zweifellos wird dies in den kommenden Jahren eine große weltweite Anstrengung sein “ sagt Woodcock.

Woodcock erwartet dass es etwa ein Jahrzehnt dauern wird bis die Wissenschaftler die PETase genug verbessern um mit der Lösung zu beginnen unser Kunststoffproblem. "Mit diesen Verbesserungen wird die Möglichkeit Pilotanwendungen zum Testen von technischen Enzymen beim Recycling von Kunststoffen zu entwickeln weitaus praktischer und führt letztendlich zu einer industriellen Anwendung" sagt Woodcock.

PET ist nur eine von vielen Arten von Kunststoffen gibt es aber Wissenschaftler suchen aktiv nach ähnlichen Lösungen für andere Kunststoffe. Laut Woodcock testete sein Team seine konstruierte PETase auch an einem weiteren potenziellen Ersatz der nächsten Generation für PET Polyethylen-Furandicarboxylat (oder PEF). „Wir planen die PETase-Tests auf andere problematische Kunststoffe auszudehnen und das Enzym-Engineering pro Kunststoff durchzuführen.“ In der Zwischenzeit empfiehlt Greenpeace die folgenden Schritte um die Kunststoffmenge zu reduzieren Verwenden und Reduzieren von Abfällen:

Verwenden Sie wiederverwendbare Wasserflaschen und Kaffeetassen.

Überspringen Sie Plastikstrohhalme und Einwegbesteck.

Bringen Sie Ihre eigenen Stoffbeutel zum Einkaufen im Supermarkt.

Wählen Sie frische Lebensmittel (wie frische Produkte und Getreide aus den Großgebinden) nach Möglichkeit vorverpackten Lebensmitteln vor - sie sind sowieso besser für Ihren Körper!