I batteri che si nutrono di plastica potrebbero un giorno aiutare ad affrontare alcuni dei 14 milioni di tonnellate di plastica che ogni anno vengono scaricate nei nostri oceani. L’inquinamento da plastica ha un forte impatto sugli ecosistemi marini e può influire sulla salute umana. Ad esempio, una volta che la plastica entra nell’oceano può soffocare e impigliare gli animali, secondo l’Unione internazionale per la conservazione della natura (IUCN).
Le microplastiche vengono ingerite anche da molte specie marine che sono predate da altre specie e che catturiamo per il cibo. Una volta ingerite, le microplastiche possono lisciviare i contaminanti tossici che si sono raccolti sulla loro superficie nel corpo dell’organismo che l’ha consumata, secondo la IUCN.
Queste tossine possono accumularsi e trasferirsi lungo la catena alimentare dalla vita marina all’uomo, ogni volta che mangiamo qualcosa che è stato prelevato dal mare. Sulla terra, la maggior parte della plastica finisce per accumularsi nelle discariche o bruciata negli inceneritori, che rilasciano fumi tossici. Solo il 16% di tutta la plastica prodotta viene riciclata per produrre nuova plastica, secondo la BBC.
Tuttavia, secondo la rivista Science, nel 2016 gli scienziati giapponesi hanno fatto una scoperta straordinaria che potrebbe aiutare ad affrontare il problema della plastica nel mondo. Gli scienziati hanno raccolto bottiglie di plastica all’esterno di un impianto di riciclaggio e hanno scoperto che una specie di batteri si stava “mangiando” attraverso di esse. Normalmente, i batteri trascorrono il loro tempo ad assorbire la materia organica morta, ma Ideonella sakaiensis ha sviluppato un gusto per un certo tipo di plastica chiamato polietilene tereftalato (PET).
Dopo aver analizzato i batteri, gli scienziati hanno scoperto che produceva due enzimi digestivi chiamati PET idrolizzante o PETasi. Quando questi enzimi interagiscono con la plastica PET, scompone le lunghe catene molecolari in catene più corte (monomeri) chiamate acido tereftalico e glicole etilenico. Questi monomeri vengono quindi ulteriormente scomposti per rilasciare energia per la crescita dei batteri.
In seguito alla scoperta di batteri che mangiano plastica, molti scienziati genetici hanno sperimentato Ideonella sakaiensis per migliorarne l’efficienza. Una di queste iniziative di ricerca è stata quella di ingegnerizzare geneticamente batteri più efficienti nella produzione di enzimi, come E.coli, e trasformarli in fabbriche di PETasi.
Sebbene la scoperta offra speranza nella lotta contro il montaggio della plastica, gli scienziati avvertono che siamo ancora lontani anni dall’uso commerciale diffuso. Allo stesso modo, la PETasi decompone solo la plastica PET, ci sono altri sei tipi di plastica che non siamo ancora in grado di degradare usando gli enzimi.
Super PETasi
Ricercatori presso il Università di Portsmouth hanno riprogettato la PETasi per creare un “cocktail” enzimatico che, secondo loro, può digerire la plastica fino a sei volte più velocemente del normale. Gli scienziati combinano la PETasi con un altro enzima che mangia plastica chiamato MHETasi per formare un super enzima, secondo la rivista Atti della National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS).
L’enzima combinato PETasi-MHETasi è stato creato con un sincrotrone, un tipo di acceleratore di particelle che utilizza raggi X 10 miliardi di volte più luminosi del sole, secondo l’Università di Portsmouth. Ha consentito ai ricercatori di vedere i singoli atomi di ciascun enzima e di tracciarne i modelli molecolari.
Gli scienziati hanno quindi unito il loro DNA per formare un super enzima. Questo enzima può anche scomporre il polietilene furanoato (PEF), una bioplastica a base di zucchero.
Trasformare la plastica in vaniglia
Ricercatori presso il Università di Edimburgo hanno utilizzato E.coli Batteri per convertire la plastica in vanillina, il componente principale dell’estratto di baccello di vaniglia. Considerando che la domanda globale di vanillina ha superato le 40.000 tonnellate (37.000 tonnellate metriche) nel 2018 e l’85% è costituito da sostanze chimiche ricavate dai combustibili fossili, l’uso della plastica potrebbe essere una situazione alternativa ecologica, come Live Science ha precedentemente riportato.
Dopo aver degradato la plastica PET nei suoi monomeri di base, i ricercatori hanno fatto un ulteriore passo avanti e convertito uno di quei monomeri, l’acido tereftalico, in vanillina attraverso una serie di reazioni chimiche. Si ritiene che la vanillina risultante sia adatta al consumo umano, sebbene siano necessarie ulteriori indagini.
Risorse addizionali
Per ulteriori informazioni sul problema della plastica sulla Terra, consulta le pagine Web sull’inquinamento da plastica di Pace verde e WWF. Se desideri maggiori informazioni su come ridurre il consumo di plastica, dai un’occhiata”Come rinunciare alla plastica: una guida per cambiare il mondo, una bottiglia di plastica alla volta“ di Will McCallum e “Come salvare il mondo gratuitamentedi Natalie Fee.
Bibliografia
- IUCN, “Inquinamento da plastica marina”, novembre 2021
- Shosuke Yoshida, et al, “Un batterio che degrada e assimila il poli(etilene tereftalato)”, Scienza, Volume 351, marzo 2016.
- Ankita Maurya, “Risanamento enzimatico dei polimeri a base di polietilene tereftalato (PET) per una gestione efficace dei rifiuti di plastica: una panoramica”, frontiere in bioingegneria e biotecnologia, volume 8, novembre 2020.
- Brandon C. Knott, et al, “Caratterizzazione e ingegneria di un sistema a due enzimi per la depolimerizzazione della plastica”, PNAS, volume 117, settembre 2020.
- Rumiana Tenchov, “I superenzimi che mangiano plastica possono risolvere il nostro problema distruttivo della plastica?”, CAS, marzo 2021.
- Katherine Latham, “La prima plastica ‘infinita’ al mondo”, BBC, maggio 2021.
- Scott Carpenter, “The Race To Develop Plastic-Eating Bacteria”, Forbes, marzo 2021.
- Università di Edimburgo, “Bacteria: Servendo una soluzione gustosa alla crisi della plastica globale” ScienceDaily, giugno 2021.
- Università di Portsmouth, “Il nuovo cocktail enzimatico digerisce i rifiuti di plastica sei volte più velocemente”, settembre 2020.
- Università di Edimburgo, “I batteri servono una soluzione gustosa alla crisi della plastica”, giugno 2021.