Грибы из Амазонии, способные разлагать полиуретан даже без кислорода

Студенты Йельского университета (США) обнаружили грибы, которые не только поедают и переваривают полиуретан, считавшийся небиоразлагаемым, но и делают это в отсутствие кислорода.

В рамках ежегодного курса «Экспедиция и лаборатория тропического леса» группа студентов отправилась в тропические джунгли во время весенних каникул, а затем летом исследовала собранные образцы. В прошлом году они культивировали микроорганизмы с растений, собранных в одном из самых биологически разнообразных регионов Земли — Амазонии. Среди образцов был обнаружен гриб Pestalotiopsis microspora, способный переваривать полимерный материал — полиуретан.

Полиуретан — это синтетический полимер, разработанный в 1940-х годах, часто используемый вместо резины, краски, дерева или металлов. Он применяется в самых разных современных устройствах, мебели, красках, автозапчастях, пеноматериалах для изоляции, клеях и обуви. Его преимущества — прочность, долговечность и эластичность. Часть полиуретана можно переработать, но в итоге он всё равно становится отходом. Экологическая проблема в том, что на свалке он может оставаться практически вечно, поскольку, насколько известно, ничто не способно его метаболизировать и переварить (то есть он не биоразлагаем), а химические связи в нём настолько прочны, что не разрушаются легко. Полиуретан можно сжигать, но это приводит к выбросу в атмосферу вредного угарного газа и других токсичных химических веществ.

Группа прошлого года под руководством профессора молекулярной биохимии Скотта Стробела обнаружила, что P. microspora не только поедает полиуретан, но и может выживать, питаясь исключительно им. Более того, гриб способен существовать в анаэробных условиях, например, в бедных кислородом глубинных слоях свалок.

Гриб был обнаружен в джунглях Эквадора студенткой Прией Ананд. Другой студент-бакалавр, Джонатан Рассел, идентифицировал серин-гидролазу — фермент, который, как предполагается, позволяет грибу переваривать полиуретан. Оба студента учатся на кафедре молекулярной биофизики и биохимии Йельского университета в Коннектикуте.

Вновь обнаруженный гриб является эндопфитным микроорганизмом, то есть обитает на или внутри тканей растений-хозяев, не причиняя им вреда. Были найдены и другие микроорганизмы, способные разлагать твёрдый и жидкий полиуретан, но только изоляты P. microspora могли выживать исключительно на этом пластике как в аэробных, так и в анаэробных условиях.

Статья, описывающая открытие, опубликована в журнале Applied and Environmental Microbiology. Авторы предполагают, что эндопфитные грибы, такие как P. microspora, можно использовать для естественной утилизации отходов, например полиуретана, — процесс, известный как биоремедиация.