חיידקים ונגיפים וגם שאר היצורונים המקיפים אותנו מכל עבר, משפיעים על חיינו מכל מיני כיוונים. בבלוג אספר על אלה המוזכרים מדי פעם בחדשות וגם לחדשות מדעיות הקשורות בהם. כמו כן אשתף אתכם גם בתמונות ודיווחים על יצורים גדולים יותר, שבהם אצפה בטבע. בלוג זה גם יהווה ארכיון לחומרים שכתבתי בעבר ורלוונטיים לנושא.

22.4.18

אנזים חיידקי מוטנטי מפרק ביעילות פלסטיק

ליום כדור הארץ - על חומרי פלסטיק שמזהמים את כדור הארץ ועל אנזים חיידקי, שאולי בעתיד יוכל לעזור למחזר אותם.


התמונה של ‏מדעי החיים באוניברסיטה הפתוחה‏.

חומרי פלסטיק הם מגוון חומרים - מבחינה כימית הם פולימרים (מורכבים ממונומרים - יחידות שחוזרות על עצמן). רוב החומרים האלה הם סינתטיים, גם אם הם מיוצרים מחומרי גלם טבעיים במקור, כמו תאית, גומי או נפט.

היום קשה לנו לדמיין את חיינו בלי פלסטיק. תעשיות הפלסטיק ברחבי העולם מייצרות מדי שנה בשנה מיליארד טון מוצרים - כמחציתם מגיעים לאשפה: אריזות הפלסטיק, הבקבוקים ומוצרי פלסטיק אחרים שסיימו את תפקידם סותמים את מאגרי הפסולת היבשתיים ומזהמים כמעט כל מקום אפשרי בטבע, בים וביבשה.

סוגים שונים של פסולת פלסטיק מגיעים לאוקיינוסים בעיקר ממקורות יבשתיים, ומהווים בעייה סביבתית חמורה ומתמשכת - זמן התפרקות הפסולת עשוי להגיע למאות שנים ואפילו לאלפים. (סרטון) הפסולת מצטברת בגושים שצפים להם על פני המים, מעין רפסודות פלסטיק בגדלים שונים, שמסביבן חלקי פלסטיק בשלבים שונים של פירוק. בצפון האוקיינוס השקט, בין צפון אמריקה, אסיה ואוסטרליה, כתוצאה ממפגש של זרמי ים שונים, נמצא ריכוז גדול מאד של פסולת כזו.

אמר פעם מישהו חכם, שלא משנה איזה חומר כימי ימציא האדם, בסופו של דבר יימצאו חיידקים, או מיקרואורגניזמים אחרים, שיפרקו אותו, וזה רק עניין של זמן. נשאלת השאלה האם יש בנמצא חיידקים מפרקי פלסטיק? האם נוכל להיעזר בהם לשם פירוק הפסולת הפלסטית? ובכן, יש כאלה! ואולם מפני שמוצרי הפלסטיק גדולים יחסית ושטח הפָּנים שלהם קטן יחסית - החיידקים שמגיעים אליהם פועלים באטיות רבה.

בשנת 2016 פרסמה קבוצת מחקר יפנית בראשותו של סושוקו יושידה (Yoshida) על בידוד חיידקים מריכוז פסולת פלסטית המסוגלים לגדול על הפולימר הפלסטי Poly-Ethylene terephtate - המכונה בקיצור PET, כמקור פחמן ואנרגיה בלעדי. PET הוא מרכיב עיקרי של חלק מסוגי הפלסטיק. לחיידקים ניתן  השם Ideonella sakaiensis. בהמשך הצליחו החוקרים לבודד מהחיידקים שני אנזימים - הראשון, אותו כינו  PETase - אחראי על פרוק הפולימר למונומרים המכונים בקיצור MHEAT. והשני, MHETase המפרק את המונומרים לאתילן גליקול (ethylene glycol) וחומצה טרפטלית (terephthalic acid), שזמינים לפרוק עלידי מיקרואורגניזמים נוספים. 

לאחרונה, בודדה קבוצת מחקר בראשותו של גרג בקהם (
Beckham) מאוניברסיטת פורטסמות שבאנגליה, את ה-PETase מהחיידקים והצליחה לגבש אותו ולזהות את מבנהו המרחבי. בעקבות השוואה עם אנזימים אחרים הם זיהו אזור שחשוד כאתר הפעיל של האנזים והחליטו לפגוע בו - על שינוי מכוון בשני מקומות בגנן המקודד אותו. להפתעתם, הסתבר שהשינויים שעשו לא פגעו בפעילות של האנזים אלא גרמו לו לפעול בצורה יעילה יותר. קבוצת המחקר והאוניברסיטה רשמו פטנט על האנזים המוטנטי. 


עם זאת, יש עוד הרבה מה לעשות כדי שבעתיד יתאפשר להשתמש ב"בצאצאיו" המהונדסים של האנזים למחזור יעיל ומהיר של הפלסטיק. ואתם - נסו להשתמש בפלסטיק כמה שפחות. חשבו על כדור הארץ.


המאמר על גילוי החיידקים ב-Science.

המאמר על שיפור הפעילות המוטציה על האנזים המהונדס - ב-PNAS

ראיון בנושא עם כותב הרשומה  בתוכנית של גידי גוב ברדיו תל-אביב לרגל יום כדור הארץ

סרטון על זיהום פלסטיק

תגובה 1:

  1. מאמר נפלא דרור, כיף לקרוא :-)
    תודה רבה על העידכון החשוב.

    בתור ממחזר פלסטיק כמעט אובססיבי, אני תמיד נזכר בערגה במילותיו של ג'ורג' קרלין האלמותי:
    "the planet is fine the people are fucked".
    הוא גם זה שאמר שכדור הארץ ינער אותנו מעליו כמו קרציות, ובקבוק פלסטיק פה ושם לא ישנו את זה:
    https://www.youtube.com/watch?v=7W33HRc1A6c

    השבמחק