Geneticky modifikované bakterie rozkládají plasty ve slané vodě

Skupině vědců se podařilo přenést schopnost rozkládat plasty z jedné bakterie na druhou. Výsledkem je modifikovaný mikroorganismus, který dokáže rozkládat polyethylentereftalát neboli PET – plast široce používaný k výrobě mnoha předmětů, včetně lahví na vodu a oblečení.

Uvědomujeme si, že je v našem zájmu zbavit se dnes všudypřítomného plastu. Vědecký svět intenzivně pracuje na metodách, které by tomu napomohly, a výsledky této práce začínají být patrné. Řešení problému může spočívat v geneticky modifikované bakterii, která dokáže rozkládat polyethylentereftalát neboli PET, jeden z nejpoužívanějších plastů.

Plovoucí skládky odpadků
Obzvláště problematické je obrovské množství plastů, které se v průběhu let nahromadilo v oceánech. V čele stojí samozřejmě PET, který se nachází téměř ve všem od plastových lahví až po oblečení. Je také hlavním zdrojem plovoucích mikroplastů ve vodě. Otázkou je, co bychom mohli udělat, abychom tyto masivní skládky v oceánech omezili? Pouhé vytěžení a vysypání odpadu by bylo z různých důvodů problematické. V ideálním případě bychom byli schopni tento plast nějakým způsobem znovu využít. K tomu bychom jej však museli nejprve rozložit.

A právě k tomu se výzkum vědců v poslední době ubírá. Při hledání „vykonavatele“ svých záměrů obrátili svou pozornost k bakteriím. Zvláště důležité jsou zde bakterie Ideonella sakaiensis, které jsou schopny produkovat enzym rozkládající PET. Bylo by však třeba nějak posílit jejich činnost, aby mohly rychleji splnit úkol, který před ně byl postaven. Nejlepší by proto bylo radikálně zvýšit počet těchto bakterií. Zde přichází na pomoc jiný druh bakterií: Vibrio natriegens. Tyto bakterie jsou známé tím, že se jednak velmi rychle množí a jednak, což je v tomto případě obzvláště důležité, žijí ve slané vodě.

Bakterie se superschopnostmi
Vědci se proto rozhodli zkombinovat jejich „schopnosti“ a vyrobit jakéhosi zabijáka plastů. Získali materiál DNA z Ideonella sakaiensis a poté jej vložili do plazmidu jiné bakterie. Plazmidy jsou zde vhodným nosičem DNA v tom, že se mohou v buňce replikovat nezávisle na jejím chromozomu. Plasmid lze tedy umístit do buňky jedné bakterie s DNA jiné bakterie tak, že tato začne plnit „instrukce“, které obsahuje.

Takto byla Vibrio natriegens přiměna k tomu, aby na povrchu svých buněk začala produkovat enzym specifický pro Ideonella sakaiensis. Konečný výsledek byl poté testován v bojových podmínkách a zjistilo se, že bakterie získala schopnost rozkládat PET při pokojové teplotě a zároveň ve slané vodě. Vznikl tak první mikroorganismus, který je toho schopen i za těchto podmínek. To je zvláště významné, protože nutnost odstraňovat z povrchu plastu značné množství soli by výrazně zvýšila časovou náročnost i náklady případného alternativního procesu.

Než však „superbakterie“ začne rozkládat plast v průmyslovém měřítku, bude třeba překonat ještě tři další kroky. „Zaprvé bychom chtěli začlenit DNA Ideonella sakaiensis přímo do genomu Vibrio natriegens, což by umožnilo stabilnější produkci enzymů rozkládajících plast u modifikovaných organismů. Za druhé, potřebujeme dále modifikovat Vibrio natriegens tak, aby se bakterie dokázala živit vedlejšími produkty vznikajícími při rozkladu PET. A konečně musíme Vibrio natriegens modifikovat tak, aby z PET produkovala požadovaný konečný produkt – například molekulu, která je užitečnou surovinou pro chemický průmysl,“ uvedl Nathan Crook, jeden z autorů článku.

Zdroj: Sciencedaily