Een team van onderzoekers aan het Korea National Institute of Biotechnology heeft een veelbelovende oplossing gevonden voor de wereldwijde plasticvervuiling die het ecosysteem bedreigt.
Dr. Lee Hyung-kwan en zijn onderzoeksteam hebben ontdekt dat een microbe die is geïsoleerd uit mariene plastic afval aan de kust van Jeju, in staat is om BHET, een belangrijk tussenproduct in het afbraakproces van plastic, op natuurlijke wijze af te breken.
De onderzoekers richtten zich op de microbiële gemeenschap die zich van nature ophoudt op het oppervlak van plastic in de zee, ook wel de ‘plastisphere’ genoemd. Tijdens hun analyse van plastic fragmenten verzameld aan de kust van Jeju, ontdekten ze dat er acht verschillende soorten micro-organismen samenleefden, waarvan één een opmerkelijke capaciteit vertoonde voor het verminderen van BHET.
De specifieke microbe, Stenotrophomonas sp. WED208, vertoonde gedurende een periode van 30 dagen een afname van ongeveer 30% in de hoeveelheid BHET in de cultuur waarin het zich bevond, en transformeerde het in andere afbraakproducten. Dit biedt sterke aanwijzingen dat verschillende microben in de natuur een rol spelen in het gefaseerd afbreken van plastic.
Het team analyseerde het volledige genoom van de WED208-microbe om moleculair te begrijpen waarom de microbe in staat is BHET af te breken. De analyse toonde aan dat WED208 beschikt over speciale eiwitten (enzymen) die nodig zijn voor het knippen van BHET, en dat deze enzymen alle essentiële aminozuren bevatten voor het afbraakproces.
Dit wetenschappelijk bewijs ondersteunt de hypothese dat WED208 niet alleen een consument is van BHET, maar een gespecialiseerde microbe met gereedschappen (enzymen) voor de afbraak van BHET. De bevindingen van dit onderzoek zijn betekenisvol, omdat ze de richting aangeven naar een ‘multifase afbraaksysteem’ dat gebruikmaakt van het microbiële netwerk in het natuurlijke ecosysteem, in plaats van de bestaande methoden die proberen om een enkel microbe te gebruiken om PET volledig af te breken.
In totaal werden tijdens het onderzoek acht verschillende microben geïsoleerd, die elk vermoedelijk verschillende afbraakcapaciteiten en metabolische eigenschappen hebben. Door deze microben adequaat te combineren in een ‘microbieel consortium’, verwachten de onderzoekers dat de snelheid en efficiëntie van PET-afbraak aanzienlijk kan worden verbeterd.
Dr. Lee verklaarde: “Dit onderzoek is de eerste keer dat we op moleculair niveau bevestigen dat microben die al in zeewater aanwezig zijn, in staat zijn om de tussenproducten van plastic af te breken. Dit kan belangrijke basisgegevens opleveren voor de ontwikkeling van plastic afvalverwerkingstechnologieën op basis van microbiele ecosystemen.”
De resultaten van dit onderzoek zijn gepubliceerd in het internationale tijdschrift ‘Frontiers in Microbiology’ op 23 oktober.
