Устойчивое производство и разложение пластиков с помощью микробов

Ежегодно в мире производится около 460 млн тонн пластика, а к 2060 году ожидается рост до 1,23 млрд тонн. С 1950 года образовалось более 6,3 млрд тонн пластиковых отходов, из которых свыше 140 млн тонн накопилось в водной среде. Загрязнение микропластиком угрожает морским экосистемам, здоровью человека и усугубляет глобальное потепление, подавляя активность морского планктона, поглощающего CO₂.

Исследовательская группа под руководством профессора Сан Йуп Ли опубликовала в Nature Microbiology обзорную статью, посвящённую экологичным технологиям производства и переработки пластиков с использованием микроорганизмов.

Мировое сообщество ищет решения: 175 стран работают над юридически обязывающим соглашением по борьбе с пластиковым загрязнением к 2024 году. Среди перспективных направлений — биотехнологии на основе микроорганизмов.

С помощью методов метаболической и ферментативной инженерии возможности микробов естественным образом производить или разлагать определённые соединения удаётся максимизировать. Это позволяет:

• Производить пластики из возобновляемой биомассы вместо ископаемого сырья.
• Разлагать пластиковые отходы.

В работе проанализированы новейшие микробные технологии для устойчивого производства и разложения пластиков, их вклад в решение проблемы, а также ограничения, перспективы и направления исследований для создания циклической экономики пластиков.

Рассмотрены технологии для различных материалов:

• Широко используемые синтетические пластики (полиэтилен, PE).
• Перспективные биопластики, например, полностью биоразлагаемые в природе полигидроксиалканоаты (PHA), не образующие микропластик.

Также описаны технологии разложения этих пластиков с помощью микроорганизмов и их ферментов, а также апсайклинг — преобразование продуктов разложения в другие полезные соединения.

Соавтор работы, профессор Со Янг Чой: «В будущем экологичные пластики, созданные с помощью микроорганизмов, можно будет легко найти повсюду вокруг нас».

Руководитель исследования, профессор Сан Йуп Ли: «Пластик можно сделать более устойчивым. Важно ответственно использовать пластики для защиты окружающей среды и одновременно достигать экономического и социального развития через новую пластиковую индустрию. Мы ожидаем улучшения производительности технологий метаболической инженерии микробов».