Особенно вкусны бутылки, или Кто из паразитов быстрее сожрёт пластик...
Ещё экотехнологии здесь, здесь и здесь
«Не нужно больше нефти»: найден способ разложения пластика
Ученые случайно улучшили фермент, разлагающий пластик / апрель, 2018
Ученые случайно нашли вещество, разлагающее пластик за несколько дней. ©
Мужчина сортирует бутылки на свалке пластика в Чандигархе (Индия)
Они планируют сконцентрировать усилия на дальнейших улучшениях - уже сейчас у них есть идеи, как ускорить разложение в 100 раз.
Ученые создали фермент, способный уничтожать пластик, а особенно хорошо он справляется с пластиковыми бутылками. Это достижение позволит справиться с огромным количеством пластика, загрязняющего планету. О результатах они рассказали в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
В 2016 году на свалке в Японии были обнаружены бактерии, способные поглощать пластик. На процесс, обычно занимающий столетия, у них уходили считанные дни. Теперь же ученым удалось определить структуру фермента, который они для этого используют, и синтезировать его. Когда команда протестировала фермент, оказалось, что он стал справляться с полиэтилентерефталатом (ПЭТ), из которого делают бутылки для напитков, еще лучше оригинала.
«Оказалось, что мы улучшили фермент. Мы были немного шокированы, - говорит профессор Джон Макгихан из Портсмутского университета в Великобритании. - Это настоящее открытие».
При этом исследователи надеются, что им удастся улучшить его, заставив работать еще быстрее.
«Мы надеемся использовать этот фермент, чтобы разложить пластик на его составляющие, а затем снова использовать их для производства пластика. Это значит, что не нужно будет добывать еще больше нефти и что можно будет уменьшить количество пластика в окружающей среде», - отмечает Макгихан.
Каждую минуту в мире продается около миллиона пластиковых бутылок. Переработке подвергаются лишь 14% из них. Многие из оставшихся попадают в океаны, загрязняя даже самые удаленные из уголки, нанося вред морским обитателям и - потенциально - потребителям морепродуктов.
«Пластик чрезвычайно устойчив к разложению», - поясняет Макгихан.
Сегодня из бутылок, попавших на переработку, изготавливаются непрозрачные волокна, которые становятся материалом для одежды и ковров. Но благодаря использованию фермента из них можно будет делать новые пластиковые бутылки, что избавит от необходимости производить больше пластика.
«Нам приходится жить с тем фактом, что нефть стоит мало, поэтому и производство ПЭТ обходится дешево, - отмечает Макгихан. -
Производителям легче создавать больше пластика, чем пытаться его перерабатывать».
Для начала исследователи определили структуру фермента, который производят бактерии из Японии. Для этого они использовали синхротрон Diamond, способный производить мощное рентгеновское излучение, которое позволяет разглядеть структуру отдельных атомов. Фермент оказался похожим на тот, что бактерии обычно используют для разрушения природного полимера кутина - воска, которым часто покрыта кожица плодов. Манипуляции с ферментом в процессе изучения его работы случайно привели к улучшению его способности разлагать пластик.
«Это скромное улучшение, на 20%, но не в этом дело, - рассказывает Макгихан. - Произошедшее показывает, что фермент еще не оптимизирован. Это дает нам возможность использовать все технологии, которые годами применялись в разработке других ферментов, и создать фермент, работающий сверхбыстро».
Одно из возможных улучшений - пересадить фермент бактериям-экстремофилам, способных выдерживать температуру выше 70°С - при ней плавится ПЭТ, а в расплавленном виде он разлагается в 10-100 раз быстрее. Также способствовать разложению пластика могут и некоторые грибки, но бактерии легче использовать в промышленных целях.
Для уничтожения других видов пластика можно будет использовать бактерий, которые в настоящее время эволюционируют в окружающей среде, уверен Макгихан. Хотя большая часть пластика находится в океане, исследователи рассчитывают, что можно будет доставить поедающие пластик бактерии к этим скоплениям мусора.
«Я думаю, это очень интересная работа, которая показывает, что есть потенциал для использования ферментов в борьбе с растущей проблемой отходов, - считает химик Оливер Джонс. -
Ферменты нетоксичны, биоразлагаемы и их можно получить с помощью микроорганизмов в больших количествах».
Конкуренцию бактериям могут создать личинки восковой моли /подробнее читай ниже/ - как недавно было установлено, они способны поглощать пластик с впечатляющей скоростью. Открытие было сделано случайно - одна из исследовательниц, Федерика Берточини, любитель-пчеловод, занималась удалением паразитов из сот своих ульев. Берточини временно положила извлеченных гусениц в обычный пакет для мусора и через какое-то время обнаружила, что личинок нет.
Берточини, научный сотрудник Испанского института биомедицины и биотехнологий, заинтересовалась феноменом и провела вместе с биохимиками из Кембриджа научный эксперимент. Были взяты около сотни личинок, которые поместили в обыкновенный пластиковый пакет, купленный в британском магазине, и стали ждать появления дырок. Как выяснилось, сотня гусениц способна расправиться с 92 мг полиэтилена за 12 часов.
Фото: Cesar Hernandez
«Сотня гусениц сжирает 92 мг полиэтилена за 12 часов»
Найдены гусеницы, активно пожирающие полиэтилен / апрель, 2017
Гусеницы, паразитирующие в сотах пчел, с удовольствием пожирают пластик. Ученые обнаружили, что они поглощают полиэтилен с небывалой скоростью и способны помочь в решении проблем с мусором. ©
Ученые обнаружили гусениц, способных питаться пластиком. Разлагать полиэтилен - один из самых прочных и широко применяемых в быту пластиков - могут давно известные животные, которые часто используются как наживка для рыбы.
Речь идет о личинках большой восковой моли (Galleria mellonella), которая является врагом пчеловодов по всей Европе.
В дикой природе эти личинки живут как паразиты, в колониях пчел. Моль откладывает свои яйца внутри ульев, где личинки вылупляются и начинают расти, питаясь пчелиным воском. Случайное открытие было сделано, когда одна из исследовательниц, Федерика Берточини, любитель-пчеловод, занималась удалением паразитов из сот своих ульев. Берточини временно положила извлеченных гусениц в обычный пакет для мусора и через какое-то время обнаружила, что личинок нет. «Я вернулась в комнату, где оставила гусениц, и обнаружила, что они были повсюду. Они вышли из пакета, несмотря на то, что он был закрыт», - рассказала она.
Берточини, научный сотрудник Испанского института биомедицины и биотехнологий, заинтересовалась феноменом и провела вместе с биохимиками из Кембриджа научный эксперимент. Были взяты около сотни личинок, которые поместили в обыкновенный пластиковый пакет, купленный в британском магазине, и стали ждать появления дырок.
«Сотня гусениц сжирает 92 мг полиэтилена за 12 часов, что очень неплохо», - выяснила Берточини.
По словам ученых, это весьма высокий показатель по сравнению с успехами других животных, которые также обнаружили способность к переработке пластика. Так, к примеру, в прошлом году была обнаружена бактерия Ideonella sakaiensis, способная перерабатывать его со скоростью всего 0,13 мг в день c одного квадратного сантиметра.
Полиэтилен широко применяется в упаковочных материалах, на него приходится до 40% потребности в пластике по всей Европе. При этом 38% пластика выбрасывается на свалки. В масштабах всей планеты люди используют около триллиона пластиковых пакетов ежегодно.
Ежегодно в мире производится около 80 млн тонн полиэтилена.
Одним из его отрицательных свойств является плохая способность к распаду, поэтому, даже будучи измельченным, он представляет большую угрозу для различных экосистем. К примеру, полиэтилен низкой плотности, который используется в бытовых пакетах, разлагается около ста лет. Более плотные виды - до 400 лет. В среднем ежегодно один человек использует более 230 пластиковых пакетов, а в мире выбрасывается более 100 тыс. тонн полиэтиленового мусора.
«Пластик - это глобальная проблема. Сейчас он может быть найден везде - в том числе в реках и океане. Особенно устойчив полиэтилен, он с большим трудом распадается в природных условиях», - пояснили авторы работы.
По словам ученых, пчелиный воск, которыми питаются гусеницы, состоит из липидов, которые входят в состав живых клеток, таких как жиры, и некоторых гормонов. И хотя биоразложение гусеницами полиэтилена требует дальнейшего изучения, авторы уверены, что переваривание воска и пластика включает разрушение в организме насекомых одних и тех же химических связей. «Воск - это полимер, своего рода «натуральный пластик», его химическая структура не так уж отличается от полиэтилена», - пояснила Берточини.
Проведенный спектроскопический анализ показал, что гусеницы расщепляют полиэтилен на этиленгликоль. Ученые выяснили, что даже кокон, который образует на определенном этапе гусеница, способен разлагать полиэтилен, контактируя с ним.
«Если за этот процесс отвечает всего один энзим, его масштабирование с использованием биотехнологических методов должно быть реальным», - считает Паоло Бомбелли, автор работы, опубликованной в журнале Current Biology. - Это открытие может оказаться важным инструментом для решения проблемы полиэтиленового пластика на свалках и в океане».
Алла Салькова / Отдел «Наука»
«Газета.ру», 25 апреля 2017 - 17 апреля 2018
«Не нужно больше нефти»: найден способ разложения пластика
Ученые случайно улучшили фермент, разлагающий пластик / апрель, 2018
Ученые случайно нашли вещество, разлагающее пластик за несколько дней. ©
Мужчина сортирует бутылки на свалке пластика в Чандигархе (Индия)
Они планируют сконцентрировать усилия на дальнейших улучшениях - уже сейчас у них есть идеи, как ускорить разложение в 100 раз.
Ученые создали фермент, способный уничтожать пластик, а особенно хорошо он справляется с пластиковыми бутылками. Это достижение позволит справиться с огромным количеством пластика, загрязняющего планету. О результатах они рассказали в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
В 2016 году на свалке в Японии были обнаружены бактерии, способные поглощать пластик. На процесс, обычно занимающий столетия, у них уходили считанные дни. Теперь же ученым удалось определить структуру фермента, который они для этого используют, и синтезировать его. Когда команда протестировала фермент, оказалось, что он стал справляться с полиэтилентерефталатом (ПЭТ), из которого делают бутылки для напитков, еще лучше оригинала.
«Оказалось, что мы улучшили фермент. Мы были немного шокированы, - говорит профессор Джон Макгихан из Портсмутского университета в Великобритании. - Это настоящее открытие».
При этом исследователи надеются, что им удастся улучшить его, заставив работать еще быстрее.
«Мы надеемся использовать этот фермент, чтобы разложить пластик на его составляющие, а затем снова использовать их для производства пластика. Это значит, что не нужно будет добывать еще больше нефти и что можно будет уменьшить количество пластика в окружающей среде», - отмечает Макгихан.
Каждую минуту в мире продается около миллиона пластиковых бутылок. Переработке подвергаются лишь 14% из них. Многие из оставшихся попадают в океаны, загрязняя даже самые удаленные из уголки, нанося вред морским обитателям и - потенциально - потребителям морепродуктов.
«Пластик чрезвычайно устойчив к разложению», - поясняет Макгихан.
Сегодня из бутылок, попавших на переработку, изготавливаются непрозрачные волокна, которые становятся материалом для одежды и ковров. Но благодаря использованию фермента из них можно будет делать новые пластиковые бутылки, что избавит от необходимости производить больше пластика.
«Нам приходится жить с тем фактом, что нефть стоит мало, поэтому и производство ПЭТ обходится дешево, - отмечает Макгихан. -
Производителям легче создавать больше пластика, чем пытаться его перерабатывать».
Для начала исследователи определили структуру фермента, который производят бактерии из Японии. Для этого они использовали синхротрон Diamond, способный производить мощное рентгеновское излучение, которое позволяет разглядеть структуру отдельных атомов. Фермент оказался похожим на тот, что бактерии обычно используют для разрушения природного полимера кутина - воска, которым часто покрыта кожица плодов. Манипуляции с ферментом в процессе изучения его работы случайно привели к улучшению его способности разлагать пластик.
«Это скромное улучшение, на 20%, но не в этом дело, - рассказывает Макгихан. - Произошедшее показывает, что фермент еще не оптимизирован. Это дает нам возможность использовать все технологии, которые годами применялись в разработке других ферментов, и создать фермент, работающий сверхбыстро».
Одно из возможных улучшений - пересадить фермент бактериям-экстремофилам, способных выдерживать температуру выше 70°С - при ней плавится ПЭТ, а в расплавленном виде он разлагается в 10-100 раз быстрее. Также способствовать разложению пластика могут и некоторые грибки, но бактерии легче использовать в промышленных целях.
Для уничтожения других видов пластика можно будет использовать бактерий, которые в настоящее время эволюционируют в окружающей среде, уверен Макгихан. Хотя большая часть пластика находится в океане, исследователи рассчитывают, что можно будет доставить поедающие пластик бактерии к этим скоплениям мусора.
«Я думаю, это очень интересная работа, которая показывает, что есть потенциал для использования ферментов в борьбе с растущей проблемой отходов, - считает химик Оливер Джонс. -
Ферменты нетоксичны, биоразлагаемы и их можно получить с помощью микроорганизмов в больших количествах».
Конкуренцию бактериям могут создать личинки восковой моли /подробнее читай ниже/ - как недавно было установлено, они способны поглощать пластик с впечатляющей скоростью. Открытие было сделано случайно - одна из исследовательниц, Федерика Берточини, любитель-пчеловод, занималась удалением паразитов из сот своих ульев. Берточини временно положила извлеченных гусениц в обычный пакет для мусора и через какое-то время обнаружила, что личинок нет.
Берточини, научный сотрудник Испанского института биомедицины и биотехнологий, заинтересовалась феноменом и провела вместе с биохимиками из Кембриджа научный эксперимент. Были взяты около сотни личинок, которые поместили в обыкновенный пластиковый пакет, купленный в британском магазине, и стали ждать появления дырок. Как выяснилось, сотня гусениц способна расправиться с 92 мг полиэтилена за 12 часов.
Фото: Cesar Hernandez
«Сотня гусениц сжирает 92 мг полиэтилена за 12 часов»
Найдены гусеницы, активно пожирающие полиэтилен / апрель, 2017
Гусеницы, паразитирующие в сотах пчел, с удовольствием пожирают пластик. Ученые обнаружили, что они поглощают полиэтилен с небывалой скоростью и способны помочь в решении проблем с мусором. ©
Ученые обнаружили гусениц, способных питаться пластиком. Разлагать полиэтилен - один из самых прочных и широко применяемых в быту пластиков - могут давно известные животные, которые часто используются как наживка для рыбы.
Речь идет о личинках большой восковой моли (Galleria mellonella), которая является врагом пчеловодов по всей Европе.
В дикой природе эти личинки живут как паразиты, в колониях пчел. Моль откладывает свои яйца внутри ульев, где личинки вылупляются и начинают расти, питаясь пчелиным воском. Случайное открытие было сделано, когда одна из исследовательниц, Федерика Берточини, любитель-пчеловод, занималась удалением паразитов из сот своих ульев. Берточини временно положила извлеченных гусениц в обычный пакет для мусора и через какое-то время обнаружила, что личинок нет. «Я вернулась в комнату, где оставила гусениц, и обнаружила, что они были повсюду. Они вышли из пакета, несмотря на то, что он был закрыт», - рассказала она.
Берточини, научный сотрудник Испанского института биомедицины и биотехнологий, заинтересовалась феноменом и провела вместе с биохимиками из Кембриджа научный эксперимент. Были взяты около сотни личинок, которые поместили в обыкновенный пластиковый пакет, купленный в британском магазине, и стали ждать появления дырок.
«Сотня гусениц сжирает 92 мг полиэтилена за 12 часов, что очень неплохо», - выяснила Берточини.
По словам ученых, это весьма высокий показатель по сравнению с успехами других животных, которые также обнаружили способность к переработке пластика. Так, к примеру, в прошлом году была обнаружена бактерия Ideonella sakaiensis, способная перерабатывать его со скоростью всего 0,13 мг в день c одного квадратного сантиметра.
Полиэтилен широко применяется в упаковочных материалах, на него приходится до 40% потребности в пластике по всей Европе. При этом 38% пластика выбрасывается на свалки. В масштабах всей планеты люди используют около триллиона пластиковых пакетов ежегодно.
Ежегодно в мире производится около 80 млн тонн полиэтилена.
Одним из его отрицательных свойств является плохая способность к распаду, поэтому, даже будучи измельченным, он представляет большую угрозу для различных экосистем. К примеру, полиэтилен низкой плотности, который используется в бытовых пакетах, разлагается около ста лет. Более плотные виды - до 400 лет. В среднем ежегодно один человек использует более 230 пластиковых пакетов, а в мире выбрасывается более 100 тыс. тонн полиэтиленового мусора.
«Пластик - это глобальная проблема. Сейчас он может быть найден везде - в том числе в реках и океане. Особенно устойчив полиэтилен, он с большим трудом распадается в природных условиях», - пояснили авторы работы.
По словам ученых, пчелиный воск, которыми питаются гусеницы, состоит из липидов, которые входят в состав живых клеток, таких как жиры, и некоторых гормонов. И хотя биоразложение гусеницами полиэтилена требует дальнейшего изучения, авторы уверены, что переваривание воска и пластика включает разрушение в организме насекомых одних и тех же химических связей. «Воск - это полимер, своего рода «натуральный пластик», его химическая структура не так уж отличается от полиэтилена», - пояснила Берточини.
Проведенный спектроскопический анализ показал, что гусеницы расщепляют полиэтилен на этиленгликоль. Ученые выяснили, что даже кокон, который образует на определенном этапе гусеница, способен разлагать полиэтилен, контактируя с ним.
«Если за этот процесс отвечает всего один энзим, его масштабирование с использованием биотехнологических методов должно быть реальным», - считает Паоло Бомбелли, автор работы, опубликованной в журнале Current Biology. - Это открытие может оказаться важным инструментом для решения проблемы полиэтиленового пластика на свалках и в океане».
Алла Салькова / Отдел «Наука»
«Газета.ру», 25 апреля 2017 - 17 апреля 2018