과학자들이 플라스틱을 발견하다

이 이야기는 원래 The Guardian에서 출판되었으며 Climate Desk 협력의 일부로 여기에 게재됩니다.

알프스와 북극의 과학자들은 저온에서 플라스틱을 소화할 수 있는 미생물을 발견했는데, 이는 재활용에 귀중한 도구가 될 수 있습니다.

이를 수행할 수 있는 많은 미생물이 이미 발견되었지만 일반적으로 30C 이상의 온도에서만 작동할 수 있습니다. 이는 필요한 가열로 인해 이를 산업적으로 사용하는 데 비용이 엄청나게 많이 든다는 것을 의미합니다. 이는 또한 이를 사용하는 것이 탄소 중립적이지 않다는 것을 의미합니다.

스위스 연방 연구소(WSL)의 과학자들은 15C에서 이러한 일을 할 수 있는 미생물을 발견했으며, 이는 미생물 재활용에 획기적인 발전을 가져올 수 있습니다. 그들의 연구 결과는 Frontiers in Microbiology 저널에 게재되었습니다.

WSL의 Joel Rüthi 박사와 동료들은 그린란드, 스발바르 제도 및 스위스에서 1년 동안 땅에 방치되거나 의도적으로 묻혀 있는 플라스틱에서 자라는 19종의 박테리아와 15종의 곰팡이를 샘플링했습니다. 그들은 미생물이 15°C의 어둠 속에서 실험실에서 단일 균주 배양으로 자라도록 두고 테스트하여 다양한 유형의 플라스틱을 소화할 수 있는지 확인했습니다.

결과는 박테리아 균주가 악티노박테리아문과 프로테오박테리아문에서 ​​13속에 속하고, 곰팡이가 자낭균문과 점액균문에서 10속에 속한다는 것을 보여주었습니다.

테스트된 플라스틱에는 생분해되지 않는 폴리에틸렌(PE)과 생분해성 폴리에스테르-폴리우레탄(PUR)뿐만 아니라 상업적으로 이용 가능한 두 가지 생분해성 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)와 폴리락트산(PLA) 혼합물이 포함되었습니다.

이 플라스틱에서 126일 동안 배양한 후에도 어떤 균주도 PE를 소화할 수 없었습니다. 그러나 11종의 곰팡이와 8종의 박테리아를 포함한 19종(56%)이 15℃에서 PUR을 소화할 수 있었던 반면, 14종의 곰팡이와 3종의 박테리아는 PBAT와 PLA의 플라스틱 혼합물을 소화할 수 있었습니다.

Rüthi는 "여기서 우리는 고산 및 북극 토양의 '플라스티스피어'에서 얻은 새로운 미생물 분류군이 15C에서 생분해성 플라스틱을 분해할 수 있음을 보여줍니다. 이러한 유기체는 효소 재활용 공정의 비용과 환경 부담을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 플라스틱."

그는 테스트된 균주 중 많은 부분이 테스트된 플라스틱 중 적어도 하나를 분해할 수 있다는 것이 놀랍다고 말했습니다.

과학자들은 또한 최고의 성능을 발휘하는 곰팡이를 테스트한 결과 PE를 제외한 모든 테스트된 플라스틱을 소화할 수 있는 neodevriesia 및 lachnellula 속에 특징이 없는 두 가지 곰팡이 종이 있다는 사실을 발견했습니다.

플라스틱은 1950년대부터 널리 사용되었지만 미생물은 식물 세포에서 발견되는 일부 구조와 유사하기 때문에 폴리머를 분해할 수 있습니다.

연구 저자 중 한 명인 Beat Frey 박사는 다음과 같이 설명했습니다. "미생물은 식물 세포벽 파괴와 관련된 다양한 중합체 분해 효소를 생산하는 것으로 나타났습니다. 특히 식물 병원성 곰팡이는 종종 폴리에스터를 생분해하는 것으로 보고됩니다. 식물 폴리머 큐틴과 유사하기 때문에 플라스틱 폴리머를 표적으로 삼는 큐티나제를 생산하는 능력 때문입니다."

과학자들은 한 온도에서만 미생물을 테스트했기 때문에 아직 사용할 수 있는 가장 좋은 온도를 찾지 못했습니다. 그럼에도 불구하고 4C에서 20C 사이에서 잘 작동한다고 합니다.

Frey는 다음과 같이 말했습니다: "다음 큰 과제는 미생물 균주에 의해 생산된 플라스틱 분해 효소를 식별하고 대량의 단백질을 얻기 위해 공정을 최적화하는 것입니다. 또한 다음과 같은 특성을 최적화하려면 효소의 추가 변형이 필요할 수 있습니다. 단백질 안정성."