Ученые нашли грибы, которые могут поедать пластик

12 мая 2023 г.

Мэтью Агиус — научный обозреватель журнала Cosmos.

Исследователи обнаружили грибы, которые поедают широко используемый пластик, и теперь пытаются масштабировать этот процесс.

Грибы, изученные в ходе исследования, распространены в природе — Aspergillus terreus, почвенная плесень и Engyodontium album — и содержат специальные ферменты, которые помогают расщеплять пластик.

Оба могут разрушать полипропилен — дешевый и гибкий пластик, используемый для изготовления упаковки, автомобильных деталей и аккумуляторов, а также широко используемый в других отраслях промышленного производства.

Использование пластмасс, особенно в промышленности, вряд ли прекратится в ближайшее время. Но с ростом осведомленности общественности о роли пластика в загрязнении экосистем и как конечного продукта использования ископаемого масла, спрос на менее экологически вредные материалы растет.

Чтобы проверить, будут ли их грибы прогрызать пластик, исследователи предварительно обработали образцы полипропилена теплом, ультрафиолетом или реагентом Фентона (раствором перекиси водорода и железа).

Затем образцы добавляли в чашку Петри с одной культурой любого из двух грибов и инкубировали в течение 30 и 90 дней.

За месяц пластика сократилось на пятую часть. За три месяца исчезло более четверти.

Еще одна бактерия, переваривающая пластик, может стать ключом к разгадке старой загадки

Однако у грибов нет рта, так что же позволяет им «проедать» пластик? Процесс, наблюдаемый в сиднейской лаборатории, сводится к уникальным ферментам, вырабатываемым каждым грибом, которые позволяют им разлагать полипропилен на более простые молекулы, которые могут быть поглощены грибами.

Именно эти ферменты внимательно изучаются в рамках эксперимента.

«Мы хотим увидеть, насколько эффективны эти ферменты, которые на самом деле помогают разлагать этот пластик», — говорит Амира Фарзана Самат, которая проводила эксперименты в Школе химической и молекулярной инженерии Сиднейского университета под руководством профессора Али Аббаса.

«По сути, существует множество типов ферментов, которые могут вырабатываться грибами, но мы концентрируемся на этом конкретном ферменте лактазе, который, как известно, вырабатывается многими другими типами грибов».

Первоначальные данные свидетельствуют о том, что водород, углекислый газ и метан являются результатом грибкового питания, а также микроразмерных кусков пластика.

Исследования Самата и Аббаса в настоящее время проводятся в лабораторных масштабах, но их первоначальные результаты вселяют надежду на дальнейшее масштабирование процесса.

Работая с университетским экспертом по микологии над выявлением естественных и безопасных в использовании грибов, вызывающих разложение пластика, вероятно, найдутся и другие потенциальные кандидаты, которые смогут быстрее и эффективнее пережевывать нежелательные материалы.

«Мы находимся в нескольких шагах от коммерческой реализации», — говорит Аббас.

«Это потребует некоторой разработки химических процессов, и мы делаем это в данный момент, чтобы гарантировать, что мы можем масштабировать этот процесс до пилотного объекта».

Один из вопросов, на который также можно было бы ответить в ходе их экспериментов – и определить коммерческие результаты – заключается в том, нужны ли грибы вообще. Если за порчу ответственны специфические ферменты, вырабатываемые грибами, возможно, удастся изолировать эти молекулы.

Но Самат предупреждает, что такой шаг может иметь явные недостатки, если другие свойства грибов будут способствовать процессу разложения. Именно по этой причине ее внимание сосредоточено на использовании всей биологической системы.

«Мы увидели, что использование целых микробов на самом деле более эффективно, потому что мы знаем, что помочь может не только конкретный фермент. Другие типы ферментов тоже могут это делать», — говорит Самат.

«У нас не было целой экспериментальной группы для извлечения ферментов или вторичных метаболитов, которые могут производиться этими грибами.

«Если, скажем, однажды мы сможем определить все – все метаболиты или ферменты – и выбрать тот, который может разлагаться сильнее по сравнению с другими, мы, возможно, сможем это сделать.