Nyt enzym nedbryder plastik på kun 24 timer

Forskere fra University of Texas har videreudviklet på et eksisterende enzym til at nedbryde plastik, så det nu er i stand til at nedbryde visse plasttyper på helt ned til 24 timer og under betingelser, der i højere grad svarer til dem ude i den virkelige verden. Det fremgår af en videnskabelig artikel udgivet i tidsskriftet Nature.

Forskernes videreudvikling er endnu et vigtigt skridt i en intensiveret forskning i enzymer til at nedbryde plastik. Der produceres nemlig intet mindre end 400 millioner ton plastikaffald hvert år. Heldigvis har forskere gjort store fremskridt inden for forskningen i enzymer, der kan hjælpe med at skaffe os af med de enorme mængder plastikaffald.

Læs også: Biotek – sådan har bioteknologi formet vores samfund

Forbedrer enzyms egenskaber med maskinlæring

Japanske forskere opdagede i 2016 et enzym, der kunne nedbryde plastik i løbet af uger. Det førte i 2018 til en videreudvikling af enzymet kaldet PETase, og i 2020 blev enzymet atter forbedret til at nedbryde plastik seks gange hurtigere end tidligere. Teknologien var dog ikke helt uden problemer.

Det er netop disse problemer, som forskerne fra University of Texas forsøger at adressere med deres forbedrede enzym kaldet FAST-PETase (functional, active, stable and tolerant PETase).

De hidtidige mangler ved enzymet var manglende evne til at fungere ved lave temperaturer og i forskellige pH-områder, manglende effektivitet i forbindelse med direkte håndtering af ubehandlet plastaffald og langsomme reaktionshastigheder. Ved at bruge maskinlæring lykkedes det dog forskerne at finde frem til, hvilke mutationer af enzymet der kunne give enzymet netop de egenskaber, som forskerne efterspurgte.

Forskerne har været i stand til at videreudviklet enzymet til at kunne nedbryde plasttypen PET, som udgør 12 procent af verdens affald, i et temperaturområde på mellem 30 og 50 grader og ved forskellige pH-niveauer. I løbet af en uge var enzymet næsten i stand til at nedbryde 51 forskellige ubehandlede PET-produkter, og nogle af dem var nedbrudt allerede efter 24 timer.

Det lykkedes også forskerne at bruge enzymet til at nedbryde PET for derefter at bruge de såkaldte monomerer til kemisk at rekonstruere materialerne.

Vil bruge patenteret teknologi i stor skala

Med udviklingen af det forbedrede enzym tror forskerne fra University of Texas på, at de har udviklet en teknik til nemt og billigt at kunne implementere den i stor skala. Derfor har de også søgt om at få patenteret teknologien med håb om, at den i fremtiden kan gøre en forskel i affaldsdepoter og forurenede områder. Der er altså gode udsigter til, at bioteknologi kan være med til at håndtere det enorme affaldsproblem, der er til stor skade for miljø og økosystemer.

“Mulighederne for at udnytte denne førende genbrugsproces er uendelige på tværs af industrier. Ud over den indlysende affaldshåndteringsindustri giver dette også virksomheder fra alle sektorer mulighed for at gå forrest med hensyn til genanvendelse af deres produkter. Gennem disse mere bæredygtige enzymmetoder kan vi begynde at forestille os en ægte cirkulær plastøkonomi,” siger Hal Alper, der er forfatter til undersøgelsen.

Læs også: Nyheder om bioteknologi