کشف باکتری پلاستیک‌خوار در آبراه های شهری!

01

از 03

مشکل آلودگی

این مطالعه جدید بر اساس تحقیقات قبلی تیم آریستیلد بنا شده است، که مکانیسم‌هایی که به باکتری Comamonas testosteri امکان متابولیزه کردن کربن‌های ساده‌ای که از گیاهان و پلاستیک‌های تجزیه شده تولید می‌شوند را نشان می‌دهند.

در تحقیق جدید، آریستیلد و تیم او بار دیگر به C. testosteroni  نگاه کردند که روی پلی‌اتیلن ترفتالات (PET) رشد می‌کند و نوعی پلاستیک است که بیشتر در بسته‌بندی مواد غذایی و بطری‌های نوشیدنی استفاده می‌شود. از آنجایی که PET به راحتی تجزیه نمی‌شود، یک عامل اصلی آلودگی پلاستیک است.

آریستیلد گفت: «مهم است که توجه داشته باشیم پلاستیک‌های PET حدود 12 درصد از کل استفاده‌های پلاستیکی جهانی را تشکیل می‌دهند و تا 50 درصد از میکروپلاستیک‌ها در فاضلاب‌ها را شامل می‌شوند.»

02

از 03

توانایی ذاتی باکتری پلاستیک‌خوار در تجزیه پلاستیک

برای درک بهتر چگونگی تعامل C. testosteroni  با پلاستیک و تغذیه از آن، آریستیلد و تیم او از روش‌های تئوری و تجربی متعدد استفاده کردند.

آنها ابتدا باکتری را که از فاضلاب جدا شده بود، روی فیلم‌ها و گلوله‌های PET پرورش دادند. سپس از میکروسکوپی پیشرفته برای مشاهده شیوه تغییر سطح مواد پلاستیکی با گذر زمان استفاده کردند. بعد، آب اطراف باکتری‌ها را مورد بررسی قرار دادند تا شواهدی از پلاستیک تجزیه شده به قطعات نانو سایز کوچک‌تر پیدا کنند و در نهایت، محققان داخل باکتری‌ها را بررسی کردند تا ابزارهایی که باکتری‌ها برای تجزیه PET استفاده می‌کنند را شناسایی نمایند.

آریستیلد بیان کرد: «در حضور باکتری، میکروپلاستیک‌ها به نانوذرات پلاستیکی کوچک تجزیه شدند. ما کشف کردیم که باکتری فاضلابی توانایی ذاتی برای تجزیه پلاستیک تا مونومرها که بلوک‌های سازنده کوچک هستند و با هم ترکیب می‌شوند تا پلیمرها را تشکیل دهند، دارد. این واحدهای کوچک یک منبع زیست‌دسترس از کربن هستند که باکتری‌ها می‌توانند برای رشد استفاده کنند.»

پس از تأیید اینکه C. testosteroni می‌تواند پلاستیک‌ها را تجزیه کند، در گام بعدی آریستیلد خواست بداند چگونه این کار را انجام می‌دهد.

از طریق تکنیک‌های omics که می‌توانند تمام آنزیم‌های درون سلول را اندازه‌گیری کنند، تیم او یک آنزیم خاص را کشف کردند که باکتری وقتی در معرض پلاستیک‌های PET قرار می‌گیرد، آن را فعال می‌کند.

برای بررسی بیشتر نقش این آنزیم، آریستیلد از همکاران خود در آزمایشگاه ملی اوک‌ریج در تنسی درخواست کرد تا سلول‌های باکتریایی را بدون توانایی فعالیت آن آنزیم تهیه کنند. به طور شگفت‌انگیزی، بدون آن آنزیم، توانایی باکتری برای تجزیه پلاستیک از بین رفت یا به طور قابل توجهی کاهش یافت.

03

از 03

چگونگی تغییر پلاستیک‌ها در آب

 آریستیلد تصور می‌کند این کشف ممکن است برای راه‌حل‌های محیطی مورد استفاده قرار گیرد و از سویی دیگر می‌گوید که این دانش جدید می‌تواند به مردم کمک کند تا بهتر درک نمایند که پلاستیک‌ها چگونه در فاضلاب تکامل می‌یابند.

آریستیلد اعلام کرد: «فاضلاب یک مخزن بزرگ میکروپلاستیک‌ها و نانوپلاستیک‌ها است. بیشتر مردم فکر می‌کنند نانوپلاستیک‌ها به صورت نانوپلاستیک وارد تصفیه‌خانه‌های فاضلاب می‌شوند. اما ما نشان دادیم که نانوپلاستیک‌ها می‌توانند در طی تصفیه فاضلاب از طریق فعالیت میکروبی تشکیل شوند.»

این مطالعه در مجله Environmental Science & Technology  منتشر شده است.