Генная инженерия в борьбе с отходами: перспективы переработки пластмасс

Учёные нашли способ превращать отходы нейлона в полезные вещества с помощью генно-инженерных бактерий. В будущем это может привести к более эффективной переработке одежды, рыболовных сетей и других пластиковых изделий. Об этом статья в журнале Nature Microbiology.

Проблема утилизации нейлона
Нейлон, известный как алифатический полиамид, широко используется благодаря своей прочности и устойчивости к растяжению. Однако уровень его переработки остаётся крайне низким — менее 5% от общего объёма производства, которое составляет около 10 миллионов тонн в год.

"На данный момент переработка практически не ведётся, — объясняет Ник Виркс из Исследовательского центра Юлиха в Германии. — Сжигание также проблематично, так как при этом выделяются токсичные цианиды. В результате большая часть отходов отправляется на свалки".

Бактерии, расщепляющие нейлон
Чтобы решить эту проблему, Виркс и его команда использовали генную инженерию и лабораторную эволюцию, создав особый штамм бактерий Pseudomonas putida. Эти микроорганизмы способны перерабатывать химические соединения, образующиеся при растворении нейлона, и превращать их в полезные продукты.

Ранее эти бактерии уже применялись для разложения нефти при разливах, а теперь учёные модифицировали штамм P. putida KT2440, добавив в него гены, позволяющие усваивать химические вещества из нейлона. Затем бактерии культивировали в лаборатории, отбирая наиболее успешные образцы. В результате получились штаммы, способные перерабатывать нейлон в полигидроксибутират — биоразлагаемый пластик, безопасный для живых тканей.

"Анализ показывает, что усваивается от 80 до 90%, но, вероятно, на самом деле этот показатель выше", — рассказывает Виркс.

Долгий путь к промышленному применению
Несмотря на перспективность метода, его коммерческое внедрение пока невозможно. Сейчас полезные вещества составляют лишь 7% от сухой бактериальной биомассы, что требует дальнейшего совершенствования технологии. Учёные планируют продолжать модифицировать бактерии и оптимизировать процесс, чтобы повысить эффективность переработки.

Вероятно, понадобится 10, 20 или даже 30 лет, прежде чем этот метод станет массовым".

При этом опасаться, что бактерии начнут поедать одежду прямо во время носки, не стоит. "Они не способны растворять пластик без предварительной обработки, так что наша одежда и автомобили в безопасности", — поясняет учёный.

Хотя бактерии пока не могут очищать океаны от старых рыболовных сетей, Виркс надеется, что новая технология переработки побудит компании и государственные структуры активнее собирать такие отходы, чтобы использовать их в качестве сырья для производства полезных материалов.

Уточнения

Полиамиды — пластмассы на основе линейных синтетических высокомолекулярных соединений, содержащих в основной цепи амидные группы −CONH−.