В поисках новых решений нарастающей проблемы пластикового загрязнения ученые не раз обращали внимание на суперчервей, так как в желудках этих существ находятся вещества способные с высокой эффективностью разъедать пластиковые материалы. Более того, ученые из Испании только что обнаружили подобные ферменты в слюне личинок восковой моли, которые могут за считанные часы перерабатывать пластиковые пакеты. 

Ученые обнаружили в слюне личинок восковой моли ферменты, способные разлагать пластиковые пакеты за несколько часов. Cеsar Hernаndez/Biological Research Centre in Madrid

Открытие этих ферментов стало результатом работы Федерики Бертоккини, исследователя-биолога и пчеловода из Испании, которая в 2017 году наткнулась на необычную способность личинок восковой моли. Эти паразиты питаются пчелиным воском, поэтому, пытаясь уберечь свои ульи от разрушения, Бертоккини накрыла их пластиковыми пакетами в качестве защиты.

В течение 40 минут пакеты были изрешечены дырами. Пластиковые пакеты изготавливаются из полиэтилена, на который приходится около 29 процентов мирового потребления пластика и который, как известно, трудно разложить. Тот факт, что червям понадобилось всего 12 часов, чтобы превратить материал в "сплошное месиво", открывало некоторые интересные возможности. В ходе последующих экспериментов выяснилось, что черви действительно переваривали пластик, а не просто пережевывали его.

Однако у экспертов остались вопросы о том, как именно происходит этот процесс. Ученые попытались определить механизмы, лежащие в основе способности червей пожирать пластик. В результате специалисты под руководством Бертоккини и ее команды из Центра биологических исследований в Мадриде провели новое исследование. Результаты анализа были представлены на этой неделе.

С помощью электронной микроскопии ученые проанализировали слюну восковых червей и проследили, как их пристрастие к пластику связано с работой двух ферментов. Учёные проследили, как эти энзимы в течение нескольких часов разрушали пластик, создавая на его поверхности хорошо заметные разъеденные дорожки. Команда рассматривает эту пару белков как потенциальное оружие в борьбе с разложением пластика, которое имеет явные преимущества перед другими энзимами с аналогичными характеристиками.

"Чтобы пластик начал деградировать, в его молекулу должен проникнуть кислород", - рассказывает Бертоккини. " В этом заключается первая фаза оксидации, которая обычно происходит в результате воздействия солнечных лучей или высокой температуры, и представляет собой узкое место, которое замедляет деградацию таких пластмасс, как полиэтилен - один из самых стабильных полимеров. Именно поэтому при естественных условиях окружающей среды на расщепление пластмасс требуются месяцы или даже годы. Обнаруженные сегодня вещества - являются первыми и единственными из известных ферментов, способных расщеплять полиэтиленовый пластик, окисляя и разрушая полимер очень быстро (всего через несколько часов после контакта), не требуя предварительной обработки и работая при комнатной температуре".

В дальнейшем авторы надеются провести дальнейшую работу по изучению механизмов, лежащих в основе способности ферментов разрушать полимеры. Авторы отмечают, что предстоит еще много работы, но надеются, что технология однажды поможет решить растущую проблему пластикового загрязнения.

На видео ниже представлено выступление Бертоккини (на испанском языке), а результаты проведенной работы опубликованы в журнале Nature Communications.

2022 05 10 Federica Bertocchini Videos Gusanos degradan plastico en el CIB0

Источники: Biological Research Centre in Madrid,  Journal New Atlas,  Journal Nature Communications.
1. (https://www.nature.com/articles/s41467-022-33127-w)
2. (https://newatlas.com/environment/wax-worm-saliva-degrade-plastic-bag-hours)
3. (https://www.cib.csic.es/news/research/wax-worm-saliva-contains-enzymes-capable-breaking-down-plastics)