Новини науки

Американські дослідники зробили крок назустріч очищенню Світового океану від пластику. Вони "сконструювали" генетично модифікований мікроорганізм, який може розкладати пластик у солоній воді.

За оцінками вчених, у Світовому океані плаває понад 170 трильйонів частинок пластику загальною вагою понад два мільйони тонн. Сумно відома велика Тихоокеанська сміттєва пляма. Це найбільше скупчення пластику та інших відходів, принесених водами Північно-Тихоокеанського течії.

Розташоване між Гавайськими островами і узбережжям Каліфорнії пляма швидко розширюється, оскільки кругообіг океанічних течій затягує все більше морського сміття. Хоча візуально з корабля пластикове сміття в плямі малопомітне, в пробах води виявляються безліч мікрочастинок і невеликих обривків пластика. Потрапляючи в зябра риб, вони серйозно ускладнюють їм життя.

Точний розмір області не відомий. Приблизні оцінки площі варіюються від 700 тисяч до 1,5 мільйона квадратних кілометрів і більше. Це можна порівняти, наприклад, з територією Монголії (1 566 600 квадратних кілометрів).

 Без належних заходів на глобальному рівні обсяг пластикового сміття в Світовому океані до 2040 року більш ніж подвоїться, попередили експерти з Американського Інституту 5 Gyres.

Виходом із ситуації міг би стати недорогий спосіб розкладання пластика прямо в морській воді. Над таким рішенням якраз працюють в Університеті штату Північна Кароліна (США). За допомогою генної інженерії дослідники створили бактерію, здатну розщеплювати поліетилентерефталат (ПЕТ) — поширений вид пластику, який використовується для виробництва широкого спектру товарів, від пляшок до одягу.

Вчені взяли в роботу два види бактерій. Перша, під назвою Vibrio natriegens, прекрасно почуває себе в солоній воді і примітна частково тим, що швидко розмножується. Особливість другої бактерії – Ideonella sakaiensis – вироблення ферментів, що дозволяють розщеплювати ПЕТ і харчуватися ним.

Біоінженери запозичили у I. sakaiensis генетичні послідовності, які відповідають за виробництво ферментів, що розкладають пластик, і включили їх в плазміду — невелику молекулу ДНК, відокремлену від хромосом і здатну до автономної реплікації. Внаслідок цього плазміду можна перенести в іншу клітину, і та стане виконувати інструкції, закладені в ДНК плазміди. Саме так американські вчені і вчинили.

Впровадивши плазміду з генами I. sakaiensis в бактерії V. natriegens, дослідники домоглися, щоб вони виробляли потрібні ферменти. Також у своїй роботі фахівці продемонстрували, що генетично модифіковані V. natriegens здатні розщеплювати поліетилентерефталат в солоній воді при температурі плюс 30 градусів Цельсія.

За словами вчених, їх досягнення дуже цікаве і багатообіцяюче. Вперше вдалося домогтися, щоб V. natriegens експресували чужорідні ферменти на поверхні своїх клітин. Крім того, отримана бактерія стала першим відомим генетично модифікованим організмом, здатним розщеплювати пластик у солоній воді.

"Це важливо, оскільки економічно недоцільно виловлювати пластик з океану і змивати з нього солі перед тим, як починати якісь процеси з розщеплення", – пояснив один зі співавторів роботи Тянью Лі (Tianyu Li).

Чи допоможуть ГМО-бактерії перемогти Велику сміттєву пляму – покаже час, а біоінженери поки продовжують експерименти. На наступному етапі дослідники хочуть впровадити ДНК I. sakaiensis безпосередньо в геном V. natriegens, що дозволить зробити більш стабільною вироблення ферментів, що розкладають пластик у модифікованих організмів. Також в планах – додатково змінити V. natriegens, щоб бактерія змогла харчуватися продуктами розщеплення ПЕТ. Ще одна потенційна задача – отримати при розкладанні пластика корисний для хімічної промисловості продукт. У цьому питанні вчені відкриті до діалогу з представниками галузі.