منذ بضع سنوات وبشكل عرضي تمامًا ، اكتشفت مجموعة من العلماء ، أثناء التحقيق في تكوين تربة مصنع ياباني قديم لإعادة التدوير ، على حين غرة تمامًا ، أنه بعد كل هذه البقايا كانت موجودة لسنوات عديدة في تربة نفس التربة. و خلقت الطبيعة نوعًا من البكتيريا التي تتغذى على البلاستيك.
ظهرت هذه القصة في نهاية عام 2016 ، وهي لحظة كان فيها الجميع سعداء للغاية لأنه ، كما قلنا ، عن طريق الخطأ تمامًا لقد اكتشفنا ما يمكن أن يكون حلاً لواحدة من أخطر المشاكل التي تواجه الإنسان وكذلك التلوث وإعادة تدوير البلاستيك. كما ترون ، الحل ، مرة أخرى ، أعطيت لنا الطبيعة على شكل بكتيريا تحوّرت لتتغذى على البلاستيك الذي سيطر على موطنها.
تم تخصيص ساعات عديدة للبحث في هذه البكتيريا ، وهو مشروع يتقدم لتقديم حل أكثر إشراقًا وفعالية.
كيف يمكن أن يكون الأمر بخلاف ذلك ، كان الكثير من العلماء المهتمين بهذا النوع الجديد من البكتيريا ، وبعد كل هذا الوقت ، يبدو أنه كان فريقًا من جامعة بورتسموث في المملكة المتحدة بقيادة عالم الأحياء جون ماكجيهان الذي حقق أفضل النتائج ، بقدر ما تمكن من تطوير إنزيم ، وفقًا للمسؤولين عن المشروع بطريقة عرضية تمامًا ، وهو قادر على تحلل البلاستيك بسرعة أكبر.
بدون شك ، كما أوضح العلماء أنفسهم ، نحن نواجه حلاً حيويًا محتملاً للمشكلة الهائلة المتعلقة بالبلاستيك التي يعاني منها جميع البشر اليوم. على حد قول عالم الأحياء نفسه ومدير هذا المشروع جون ماكجيهان:
غالبًا ما تلعب الصدفة دورًا مهمًا في البحث العلمي الأساسي ، واكتشافنا هنا ليس استثناءً. يشير هذا الاكتشاف غير المتوقع إلى وجود مجال لمزيد من تحسين هذه الإنزيمات ، مما يجعلنا أقرب إلى حل إعادة التدوير للجبل المتنامي من البلاستيك المهمل.
تمكن فريق الباحثين من تطوير إنزيم أكثر قوة وفعالية
التعمق أكثر في البحث الذي أجراه فريق John McGeehan ، على ما يبدو وأثناء التحقيق في البنية الداخلية لـ إيديونيلا ساكاينسيس، هكذا في الوقت الذي اعتمد فيه الميكروب الياباني القادر على التغذي على البلاستيك ، اكتشفوا بالصدفة تمامًا وبشكل مفاجئ هيكل متحولة سمح لها بتكسير البلاستيك PET، المعروف أيضًا باسم بلاستيك البولي إيثيلين تيريفثاليت.
تكمن مشكلة هذا الميكروب الصغير في أنه على الرغم من أنه يمكن أن يأكل البلاستيك ، إلا أن الحقيقة هي ذلك لا تفعل ذلك بسرعة كبيرة، وهو شيء يمثل مشكلة ، خاصة إذا أردنا استخدامها للقضاء على التلوث البلاستيكي الكبير الذي تسببه الأرض. في هذه المرحلة ، اذكر أننا نتحدث عن ميكروب يجب أن يكون مسؤولاً عن أكل ما لا يقل عن مليارات الأطنان من النفايات التي تتراكم اليوم في مكبات النفايات والتي ، في النهاية ، يتم إلقاؤها في المحيطات.
بفضل حقيقة أن العلماء تمكنوا من اكتشاف وعزل البنية الطافرة للميكروب الياباني ، تم إنشاء إنزيم ، وتم تعميده باسم بيتاس، مما يجعلها أكثر كفاءة في تكسير البلاستيك. لفحص كفاءة PETase على المستوى الجزيئي ، قرر الباحثون المسؤولون عن المشروع استخدام الأشعة السينية لتوليد نموذج ثلاثي الأبعاد فائق الدقة. مع هذا النموذج بين يديك ، تمكنوا من اكتشاف كيف يمكن لـ PETase امتصاص البلاستيك وتحطيمه ، وما هو الأفضل ، كيفية تحسين هذه الآلية. الاهتمام بأقوال المرء جون ماكجيهان:
بعد 96 ساعة فقط ، يمكن أن نرى بوضوح من خلال المجهر الإلكتروني أن PET تفسد PET ، وهذا الاختبار يستخدم أمثلة واقعية لما يوجد في المحيطات ومكبات النفايات.
لقد زودتنا القدرة على رؤية الأعمال الداخلية لهذا المحفز البيولوجي بمخططات لتصميم إنزيم أسرع وأكثر كفاءة.
بشكل مفاجئ ، وجدنا أن طافرة PETase تتفوق على الميكروب الطبيعي في مادة PET المهينة. ساعد فهم كيفية ربط PET في الموقع التحفيزي لـ PETase باستخدام أدوات حسابية في توضيح أسباب هذا الأداء الأفضل. بالنظر إلى هذه النتائج ، من الواضح أنه لا تزال هناك إمكانية كبيرة لتحسين عملك بشكل أكبر.