Meksikonlahdelta löydetty bakteeri on vaihtoehto muovijätteen globaalille kertymiselle ja siihen liittyville ympäristöriskeille.
Muovisaaste on yksi maailman vakavimmista ympäristöongelmista, ja UNAM:n bioteknologian instituutin (IBt) tutkijoiden tekemä löytö voi avata uuden luvun synteettisten jätteiden hallinnassa.
Lilian Pardo Lopezin ja Nalleli Magani Montielin johtama tutkimusryhmä havaitsi, että Meksikonlahdella tuhannen metrin syvyydessä löydetty Stutzerimonas frequens -bakteeri pystyy hajottamaan jopa 30 % polyuretaanista vain 15 päivässä.
Marine Pollution Bulletin -lehden mukaan tämä läpimurto on bioteknologinen vaihtoehto pitkäaikaiseen ongelmaan, joka liittyy ekosysteemien muovisaasteeseen. IBt:n tutkijat selittivät, että Stutzerimonas frequens (GOM2) on yksi 300:sta kannasta, jotka on kerätty merentutkimusretkillä vuodesta 2015 lähtien.
Marine Pollution Bulletin -lehden julkaisemien tietojen mukaan bakteerit valittiin niiden kyvyn perusteella hajottaa muovia – tehtävä, jonka 80 % analysoiduista bakteereista suoriutui, vaikka vain pieni osa niistä pystyi vaikuttamaan kolmeen eri muovimateriaalityyppiin.
Viime vuosikymmenien aikana muovijätteen tuotanto ja kertyminen ovat saavuttaneet globaalit mittasuhteet. Marine Pollution Bulletin -järjestön keräämien tietojen mukaan näiden materiaalien keksimisestä lähtien 1900-luvun jälkipuoliskolla on tuotettu yli 8,3 miljardia tonnia muovijätettä. Tästä määrästä vain 9 % kierrätetään, 12 % poltetaan ja 79 % kertyy maalle, meriin ja muihin vesistöihin.
Maailmanlaajuisesti tuotettujen muovien päätyypit ovat polyeteeni, polypropeeni, polyvinyylikloridi ja polyuretaani. Viimeksi mainittu on löydetty kaikkein syrjäisimmistä paikoista, vuoristojen jäätiköistä meren syvyyksiin, mikä osoittaa sen kestävyyden ja vaikeuden poistaa luonnosta. Liliana Pardo López täsmensi, että polyuretaanin vuotuinen tuotanto on 18 miljoonaa tonnia, josta vain 29,7 % kierrätetään, ja loput muuttuu ympäristöä saastuttavaksi jätteeksi.
UNAM-tiimi selitti, että heidän kiinnostuksensa näihin bakteereihin johtuu Meksikonlahden erityispiirteistä, sillä alueella on runsaasti luonnollisia hiilivetyjä ja öljytuotteita. Paikalliset bakteerit, jotka ovat tottuneet ravitsemaan näitä yhdisteitä, osoittavat merkittävää kykyä hajottaa monimutkaisia materiaaleja, kuten muovia.
He valitsivat tehokkaat kannat.
Laboratorion johtaja Pardo Lopez totesi, että bakteerien valintaprosessiin kuului tehokkaimpien kantojen tunnistaminen, jotka kykenevät hajottamaan erilaisia muovityyppejä.
”Polymeerien hajoamisen seurantaan molekyylipainon menetyksen, funktionaalisten ryhmien muutosten, polyuretaanin myrkyllisten esiasteiden katoamisen ja sekundaaristen metaboliittien ilmestymisen perusteella käytettiin fysikaalis-kemiallisia analyysejä (mukaan lukien HPLC, IR-spektroskopia ja GC-MS)”.
Tutkijat tekivät yhteistyössä Denhi Schnabelin kanssa kokeita danio-kalojen alkioilla, jotka altistettiin muovijätteelle bakteerien tartuttua niihin. Tulokset osoittivat, että kuolleisuus laski 80 prosenttia.
”Tämä kanta vähensi menestyksekkäästi danio-rerio-kalojen alkioiden kuolleisuutta hajottamalla polyuretaania ja osoitti potentiaalinsa vähentää tämän muovin myrkyllisyyttä”, tutkimuksessa korostetaan.
Nalleli Magagna Montiel selitti, että tavoitteena oli löytää bakteeri, joka kykenee hajottamaan polyuretaania ilman, että syntyy suuria määriä myrkyllisiä yhdisteitä, joita kutsutaan pysyviksi aineiksi. Lisäksi syntyvän jätteen joukosta löydettiin tuotteita, jotka ovat potentiaalisesti sopivia biomuovien kehittämiseen, sekä yhdisteitä, joilla on sieni- tai mikrobilääkinnällistä vaikutusta.
Seuraava askel, kuten tutkijat kertoivat Marine Pollution Bulletin -julkaisulle, on etsiä lisää bakteereja, jotka pystyvät hajottamaan yhdisteitä, joita Stutzerimonas frequens ei pysty poistamaan. Tavoitteena on luoda tehokkaita mikrobiyhteisöjä, jotka pystyvät käsittelemään monimutkaisia teollisuusmuoveja, jotka sisältävät pääpolymeerin lisäksi väriaineita, lisäaineita ja muita aineita, jotka estävät niiden täydellisen hajoamisen.
Tutkijat uskovat, että tehokkain pitkäaikainen ratkaisu voi olla useiden mikro-organismien yhdistäminen, joista kukin on erikoistunut hajottamaan erilaisia muovin komponentteja. Liliana Pardo Lopez totesi, että tavoitteena on kehittää kaupallisia tuotteita, kuten bakteereja sisältäviä pussia, joita kuluttajat voisivat käyttää muovijätteen ympäristövaikutusten vähentämiseen.
