Белорусские ученые обнаружили бактерию, способную разлагать полимеры

Пластик, который сегодня широко используется в производстве, может оставаться в окружающей среде десятки и даже сотни лет. Белорусские ученые ищут способ ускорить процесс его разложения с помощью микроорганизмов.

Одну из таких бактерий исследователи обнаружили в Слепянской водной системе. Сейчас специалисты изучают ее геном, чтобы понять, какие механизмы позволяют микроорганизму утилизировать полимеры.

Расскажем, как небольшая бактерия может помочь в решении масштабной экологической проблемы.

Сегодня в мире производят больше 430 млн т полимеров в год. Однако уже к 2060 году этот показатель может вырасти примерно втрое. При этом вторичной переработке - рециклингу - подвергается лишь менее 10 % пластиковых отходов, поэтому силы ученых направлены на поиск новых способов их утилизации.

Одно из решений проблемы предложила молодой белорусский исследователь Дарья Гуляева. Шесть лет она изучает микроорганизмы из разных водных объектов страны. Из водохранилищ, колодцев и артезианских источников ученый выделила около 90 штаммов. Среди них оказался микроорганизм с необычными свойствами.

Дарья Гуляева, младший научный сотрудник Института микробиологии НАН Беларуси: "Наш интерес вызвала бактерия, которая являлась психрофилом, и плюс она активно разлагала крахмал. Чтобы ее полностью идентифицировать, мы решили просеквенировать ее геном. На основе этих данных написали статью. И в 2023 году Международным комитетом по систематике прокариот было подтверждено, что наша бактерия является представителем нового вида, и ей было дано название Roseateles amylovorans".

Из научной литературы исследователь узнала, что некоторые представители рода Roseateles разлагают полимеры. Ученый проверила такое свойство и у новой бактерии. Опыты показали: наш штамм утилизирует полигидроксиалканоаты и поликапролактон, применяемые в медицине и 3D-печати. Тестовые пленки бактерия разлагает от 7 до 14 дней.

Дарья Гуляева: "В ходе разложения поликапролактона бактериями происходит полная минерализация вещества, то есть это означает, что бактерия, можно сказать, поедает этот пластик и разлагает его до состояния воды и углекислого газа, при этом в результате процесса не образуется микропластик".

Пока возможности бактерии изучаются только в лабораторных условиях, однако ее потенциал уже очевиден.

"На Западе сейчас ходит много предложений и разговоров о том, чтобы использовать альтернативные материалы для производства одноразовой посуды. В частности, предлагают использовать поликапролактон. Он биоразлагаем и более подвержен атаке микроорганизмов, чем другие пластики, которые сейчас широко используются. Если поликапролактон станет массово производиться, моя бактерия может участвовать в промышленном разложении этого пластика", - рассказала Дарья Гуляева. 

Новый микроорганизм разлагает лишь некоторые виды полимеров, однако изучение его генома позволяет ученым понять, какие механизмы участвуют в этом процессе. Следующий шаг - найти ферменты, разрушающие пластиковые цепочки, и определить условия, при которых это действие происходит максимально эффективно.