Wissenschaftler versehentlich erstellen mutierten Enzym, das isst Kunststoff-Flaschen

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Der Durchbruch, angespornt durch die Entdeckung von Plastik-Essen Fehler an einer japanischen dump, könnte helfen, die Globale Verschmutzung durch Plastik Krise

@dpcarrington

Mo 16 Apr 2018 20.00 BST

Zuletzt geändert am Mo 16 Apr 2018 23.52 BST

The enzymes could enable plastic bottles to be fully recycled for the first time.

Die Enzyme ermöglichen könnte, Kunststoff-Flaschen komplett recycelt für die erste Zeit.
Foto: Fred Dufour/AFP/Getty Images

Wissenschaftler haben ein mutiertes Enzym, das bricht-Kunststoff-Getränke-Flaschen – durch Zufall. Der Durchbruch könnte helfen, die Globale Verschmutzung durch Plastik Krise durch aktivieren zum ersten mal die vollständige wiederverwertung von Flaschen.

Die neue Forschung wurde vorangetrieben durch die Entdeckung im Jahr 2016 der erste Bakterium, das hatte natürlich entwickelt, um zu Essen Kunststoff, auf einer Müllkippe in Japan. Wissenschaftler haben nun offenbart die detaillierte Struktur der entscheidende Enzym produziert, indem Sie den Fehler.

Das internationale team dann verändert das Enzym, um zu sehen, wie es sich entwickelt, aber tests zeigten, dass Sie hatte versehentlich das Molekül auch besser auf den Abbau der PET (Polyethylen-Terephthalat) Kunststoff verwendet, für die soft-drink-Flaschen. „Das, was tatsächlich stellte sich heraus, war wir verbesserten das Enzym, das war ein bisschen ein Schock“, sagte Prof John McGeehan, an der Universität von Portsmouth, UK, wer führte die Forschung. „Es ist großartig und eine echte zu finden.“

Die mutierten Enzym, das dauert ein paar Tage, um zu beginnen den Abbau der Kunststoff – weit schneller als in den Jahrhunderten, die Sie nimmt in den Ozeanen. Aber die Forscher sind optimistisch, dies kann beschleunigt werden, auch noch zu einem großtechnischen Prozess.

„Was wir hoffen, zu tun ist, verwenden dieses Enzym, um diese Kunststoff wieder in seine ursprünglichen Bestandteile zerlegt, so können wir buchstäblich Recycling wieder zu Kunststoff“, sagte McGeehan. „Es bedeutet, dass wir nicht brauchen, zu Graben, bis mehr öl und, grundsätzlich, es sollte zu reduzieren die Menge an Kunststoff in die Umwelt.“

1m Kunststoff-Flaschen verkauft werden jede minute rund um den Globus und, mit nur 14% recycelt, viele landen in den Meeren, wo Sie verschmutzt auch die entlegensten Teile, schädigen das marine Leben und möglicherweise Menschen, die Meeresfrüchte Essen. “Es ist unglaublich resistent gegen den Abbau. Einige dieser Bilder sind schrecklich“, sagte McGeehan. „Es ist eines dieser Wunder-Materialien, die gemacht worden ist, ein bisschen zu gut.“

Derzeit werden jedoch, auch die Flaschen, die recycelt werden kann nur aktiviert werden, in undurchsichtigen Fasern für Kleidung oder Teppiche. Das neue Enzym deutet auf eine Weise zu recyceln klarem Kunststoff-Flaschen zurück in klarem Kunststoff-Flaschen, die könnte Schrägstrich die Notwendigkeit zur Herstellung neuer Kunststoff.

„Sie sind immer gegen die Tatsache, dass öl Billig ist, so virgin-PET ist Billig“, sagte McGeehan. “Es ist so einfach für den Hersteller zu generieren, mehr von dem Zeug, anstatt selbst zu versuchen, zu recyceln. Ich glaube aber, es ist eine öffentliche-Treiber hier: die Wahrnehmung verändert sich so sehr, dass Unternehmen beginnen, um zu schauen, wie Sie sich richtig recyceln diese.“

Die neue Forschung, veröffentlicht in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences, begann mit der Bestimmung der genauen Struktur des Enzyms produziert von der japanischen Käfer. Das team der Diamond Light Source, in der Nähe von Oxford, Großbritannien, einen intensiven Strahl von Röntgenstrahlen, 10bn-mal heller als die Sonne und kann zeigen, zu einzelnen Atomen.

Die Struktur des Enzyms sehr ähnlich schaute man sich durch viele Bakterien zu brechen Zwischenschaltung, ein natürliches polymer, das als eine schützende Beschichtung, die durch die Pflanzen. Aber wenn das team manipuliert die Enzym zu erforschen, diese Verbindung, die Sie versehentlich verbessert seine Fähigkeit zu Essen PET.

„Es ist eine bescheidene Verbesserung – 20% besser – aber das ist nicht der Punkt“, sagte McGeehan. “Es ist unglaublich, weil es uns sagt, dass das Enzym ist noch nicht optimiert. Es gibt uns Spielraum, um alle Technologie, die in anderen Enzym-Entwicklung für Jahre und Jahre und machen ein super-schnell-Enzym.“

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Willkommen in Australien, das Kunststoff-Strand – video

Industrielle Enzyme werden Häufig verwendet, zum Beispiel Waschpulver und die Produktion von Biokraftstoffen, die Sie gemacht worden sind zu arbeiten, bis zu 1.000 mal schneller in ein paar Jahren auf der gleichen Zeitskala McGeehan sieht für die Kunststoff-und-Essen-Enzym. Wurde ein patent angemeldet auf die spezifischen mutierten Enzyms durch den Portsmouth-Forscher und diejenigen, die von der US National Renewable Energy Laboratory in Colorado.

Eine mögliche Verbesserung untersucht ist die Transplantation die mutierten Enzyms in einem „extremophilen Bakterien“, die können überleben Temperaturen über die 70C Schmelzpunkt von PET – Kunststoff ist wahrscheinlich beeinträchtigen die 10-100 mal schneller, wenn geschmolzen.

Frühere Arbeit hatte gezeigt, dass einige Pilze können brechen PET-Kunststoff, die bis macht etwa 20% der weltweiten Kunststoff-Produktion. Aber Bakterien sind weit einfacher nutzbar zu machen, die für industrielle Zwecke verwendet werden.

Andere Kunststoff-Typen könnten abgebaut werden, die durch Bakterien gegenwärtig in der Entwicklung im Umfeld, McGeehan, sagte: „die Menschen sind nun auf der Suche energisch für diese.“ PET senken im Meerwasser, aber einige Wissenschaftler vermuten, dass Plastik-Essen Fehler vielleicht am Tag gesprüht werden, die auf die Plastik-Müll-patches in den Ozeanen, Sie zu bereinigen.

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„Ich denke, [die neue Forschung] ist eine sehr spannende Arbeit, die zeigen, besteht ein starkes Potenzial Enzym-Technologie, um mit der Gesellschaft, die wachsenden Müll-problem“, sagte Oliver Jones, ein Chemiker an der RMIT University in Melbourne, Australien, und nicht Teil des research-Teams.

„Enzyme sind nicht toxisch, biologisch abbaubar und werden in großen Mengen produziert durch Mikroorganismen,“ sagte er. “Es ist noch ein weiter Weg zu gehen, bevor Sie Recyclen könnten große Mengen Kunststoff mit Enzymen, und die Verringerung der Menge an Kunststoff-produziert in der ersten Ort ist, vielleicht vorzuziehen. [Aber] dies ist sicherlich ein Schritt in eine positive Richtung.“

Prof Adisa Azapagic, an der University of Manchester in Großbritannien stimmte das Enzym könnte nützlich sein, fügte aber hinzu: „Ein full-life-cycle-assessment erforderlich wäre, um damit die Technik nicht zu lösen ein Umwelt-problem – Abfälle – auf Kosten der anderen, einschließlich zusätzlicher Treibhausgas-Emissionen.“