Микробы мангровых лесов показали потенциал к разложению пластиков

Исследователи разработали способ отбора сообщества бактерий из мангровых лесов, способных трансформировать пластик, что потенциально предлагает новую стратегию для глобальной борьбы с пластиковыми отходами. Учёные оценили влияние частиц полиэтилентерефталата (PET) и вторжения морской воды на микробиом почвы мангровых лесов, а затем провели эксперимент с культурой обогащения для отбора группы микробов, трансформирующих PET. Исследование опубликовано в журнале Trends in Biotechnology.

Загрязнение океана пластиком растёт во всём мире с угрожающей скоростью, и его фрагменты находят даже в глубоких океанах вдали от человеческого жилья. Мангровые леса — важные очаги биоразнообразия, предоставляющие ряд экосистемных услуг, но они всё больше подвергаются риску из-за множества стрессоров, включая пластиковое загрязнение.

«Экосистемы мангровых лесов подвергаются воздействию большого количества пластика, и в их почвах, как сообщается, содержатся разнообразные микробные сообщества, включая микроорганизмы, активные в отношении пластика», — объясняет Диего Хавьер Хименес Авелья, ведущий автор исследования из Лаборатории микробной экогеномики и биотехнологии (MEGBLab) в KAUST. Поэтому учёные предположили, что эти почвы могут быть хорошим источником микробов с потенциалом разложения пластиков.

Анализ коллективной геномной информации двух бактериальных консорциумов показал, что некоторые виды бактерий обладают новыми ферментами, способными расщеплять и трансформировать PET. Новый бактериальный род Mangrovimarina plasticivorans является особенно важным членом этих консорциумов, поскольку он несёт два гена, кодирующих синтез гидролаз монооксиэтилтерефталатов — ферментов, способных разлагать побочный продукт PET.

Эти результаты важны, поскольку они углубляют экологическое понимание трансформации PET в природе и описывают новый бактериальный род и ферменты, потенциально способные разлагать PET. Это также первый случай, когда исследователи продемонстрировали, что бактериальный консорциум, полученный из почв мангровых лесов, может трансформировать гидролизуемый пластик на основе ископаемого топлива.

Подход команды к разработке микробных инокулянтов и/или ферментных коктейлей, способных ускорять деградацию PET, может быть широко применён с использованием микробных инокулятов из различных наземных и водных экосистем. Это, в свою очередь, может выявить больше новых микробов или ферментов, разлагающих пластик.

«Эти лабораторные результаты — шаг к решению проблемы пластикового загрязнения, и они требуют дальнейших исследований и разработок — таких как оптимизация и масштабируемость — прежде чем их можно будет применить на практике», — отмечает Александр С. Розадо, руководитель MEGBLab в KAUST.

Команда продолжает исследовать отбор сообществ микроорганизмов, трансформирующих пластик, из мангровых лесов Красного моря, а также ферментативную активность предполагаемых новых ферментов, разлагающих PET, обнаруженных в этом исследовании.