تجزیه پلاستیک‌های زنده با هاگ‌های تخریب کننده 

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری دانش نامه به نقل از نیو اطلس، وقتی ادامه حیات برای باکتری‌های خاص سخت می‌شود، آنها به هاگ‌هایی تبدیل می‌شوند که می‌توانند در سخت‌ترین محیط‌ها مقاومت کنند. اکنون دانشمندان از این واقعیت برای تولید «پلاستیک زنده» که تجزیه زیستی می‌شود استفاده کرده اند -، اما فقط در شرایط خاص.

هاگ شکل خفته‌ی برخی از انواع باکتری هاست. وقتی باکتری دچار کمبود مواد مغذی است به هاگ بدل می‌شود. آنها توسط یک پوشش بیرونی سخت محافظت می‌شوند که به آنها اجازه می‌دهد در دمای بالا، فشار بالا، خشکی و مواد شیمیایی سوزاننده زنده بمانند. این باعث می‌شود که هاگ‌ها یکی از مقاوم‌ترین اشکال حیات باشند. هاگ‌ها می‌توانند برای سال‌ها یا حتی قرن‌ها در حالت غیرفعال باقی بمانند و تنها زمانی فعال می‌شوند که توسط نشانه‌های محیطی مناسب تحریک شوند.

برخی از باکتری‌ها همچنین به تجزیه زباله‌های پلاستیکی معروف هستند و از ماندگاری آن در محیط جلوگیری می‌کنند.

دانشمندان آکادمی علوم چین اکنون هاگ‌هایی از این گونه باکتری‌ها را گرفته و آنها را در پلاستیک جامد قرار داده اند که تا زمان احیای هاگ ها، سخت و دست نخورده باقی می‌ماند.

این پژوهشگران به رهبری پروفسور «ژوجون دای» «Zhuojun Dai»، شکلی از باکتری «Bacillus subtilis» را ایجاد کردند که به طور ژنتیکی برای ترشح یک آنزیم تجزیه کننده پلاستیک به نام لیپاز BC مهندسی شده بود.

این میکروب‌ها با قرار گرفتن در معرض یون‌های فلزات سنگین، به هاگ تبدیل می‌شوند. سپس آن هاگ‌ها با دانه‌های پلاستیک PCL (پلی کاپرولاکتون) مخلوط و ذوب کرده و قالب زدند تا قطعات پلاستیک جامد را تشکیل دهد.

آزمایش‌ها نشان داد «پلاستیک زنده» حاصل، مانند PCL معمولی در طول استفاده روزانه عمل می‌کند. با این حال، زمانی که آنزیم خاصی روی سطح پلاستیک اعمال می‌شود، سطح ماده را فرسایش می‌دهد و هاگ‌های محصور در داخل را احیا می‌کند. باکتری‌های زنده شده دوباره شروع به ترشح لیپاز BC کرده و ظرف شش تا هفت روز به طور کامل پلاستیک را تجزیه کردند.

هاگ‌ها همچنین می‌توانند با کمپوست پلاستیک، احیا شوند. نمونه‌هایی از این مواد که در خاک قرار داده شده بودند طی ۲۵ تا ۳۰ روز به طور کامل تخریب شدند.

توجه به این نکته مهم است که حتی PCL معمولی نیز در طول زمان به طور زیستی تجزیه می‌شود که البته مدت زمان بیشتری طول می‌کشد. در واقع، دانشمندان توانستند هاگ‌ها را در پلاستیک‌های غیرقابل تجزیه زیست تخریب پذیر مانند پلی اتیلن ادغام کنند، سپس با آسیاب کردن پلاستیک، هاگ‌ها را به حالت ترشح لیپاز BC برگردانند.

تحقیقات بیشتری برای تعیین میزان تخریب این نسخه‌های پلاستیک زنده توسط آنزیم مورد نیاز است. شایان ذکر است پیش از این محققان دانشگاه سن دیگو «TPU» (پلی‌اورتان ترموپلاستیک) مملو از هاگ ایجاد ساختند که بر خلاف TPU معمولی، هنگام ریختن در محل دفن زباله تخریب می‌شود.

نتایج این تحقیقات در نشریه Nature Chemical Biology منتشر شده است.