Биотехнологи из США создали два трансгенных штамма почвенной бактерии Pseudomonas putida, чей «тандем» способен полностью разлагать пластик на базе полиэтилентерфталатов (ПЭТ) и превращать его в полезное сырье для химической промышленности. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
«Созданный нами бактериальный консорциум состоит из двух штаммов Pseudomonas putida, один из которых специализируется на разложении терфталевой кислоты, а второй — на взаимодействиях с молекулами этиленгликоля. Как показали наши опыты, „тандем“ из таких микробов разлагает пластик быстрее и эффективнее, чем одиночный штамм данной бактерии, способный исполнять обе функции»
Этот метод переработки ПЭТ, одного из самых распространенных типов пластика, был создан группой ученых под руководством профессора Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне Лу Тиня. Основой технологии послужили почвенные бактерии вида Pseudomonas putida, в чей геном можно достаточно легко вставить участки ДНК других микробов.
Ученым удалось встроить в ДНК одного из двух выведенных ими штаммов Pseudomonas putida набор генов RHA1, извлеченный из генома бактерии вида Rhodococcus jostii. Этот фрагмент ДНК отвечает за выработку четырех ферментов, необходимых для расщепления молекул ароматических углеводородов, к числу которых относится терфталевая кислота и ее производные, и их превращения в дорогостоящие полиэфиры оксикислот и сырье для производства различных форм полиуретанов.
В свою очередь, геном второго штамма Pseudomonas putida был модифицирован таким образом, что этот микроб активно поглощал и расщеплял этиленгликоль и не замедлял свою жизнедеятельность при его высоких концентрациях. Работу комбинации и того, и другого микроба ученые проверили на образцах питательной среды, которые состояли из смеси чистой терфталевой кислоты и этиленгликоля, а также на частично переработанных фрагментах ПЭТ.
Последующие наблюдения показали, что «тандем» из двух специализированных бактерий разлагал пластик и его индивидуальные компоненты примерно на 36-57% быстрее, чем одиночный штамм Pseudomonas putida, способный расщеплять молекулы и терфталевой кислоты, и этиленгликоля. Это было особенно характерно для высоких концентраций терфталевой кислоты и этиленгликоля, что делает «тандем» из трансгенных микробов особенно выгодным и привлекательным, подытожили Лу Тинь и его коллеги.
Накопление большого количества пластикового мусора в природе и на свалках заставляет ученых искать как химические, так и биологические пути его утилизации. К примеру, недавно европейские ученые доказали, что бактерии вида Rhodococcus ruber способны расщеплять полиэтилен, а их китайские коллеги выяснили, что дождевые черви предпочитают жить в почве, загрязненной частицами двух типов пластика — полилактида или лавсана, — которые они активно поедают.
