Bakterien lösen das Plastikmüllproblem

Plastikmüll: Bakterielles PET-Recycling kann sich jetzt lohnen (Foto: Maurice Angres, pixabay.com)

Houston (pte023/08.10.2024/11:30) - Mit einer neuen biotechnischen Waffe wollen Forscher der Rice University ( https://www.rice.edu/ ) die Verschmutzung der Meere mit Polyethylenterephthalat (PET) bekämpfen. Dieser Kunststoff wird vor allem für Verpackungen und Getränkeflaschen genutzt. Millionen Tonnen davon schwimmen in den Weltmeeren, und über die Flüsse, vor allem aus Asien, kommt immer mehr hinzu. Ohne Fremdeinwirkung bleibt PET jahrhundertelang erhalten.

Kleber- und Enzym-Kombi

"Unsere Ergebnisse sind sehr vielversprechend, um das wachsende Problem der Plastikverschmutzung in den USA und weltweit anzugehen", so Forschungsleiter Han Xiao. Er kombiniert einen natürlichen wasserbeständigen Klebstoff, den Muscheln produzieren, um sich im Meer etwa an Felsen zu fixieren, mit Enzymen, die PET zerstören. Dieses Duo hat die Fähigkeit, sich an PET-Müll zu klammern, sodass die Enzyme darangehen können, den Kunststoff in seine Grundbestandteile zu zerlegen. Diese können wiederum genutzt werden, um neuen Kunststoff herzustellen.

Die gentechnisch veränderten Bakterien enthalten die natürliche Aminosäure 3,4-Dihydroxyphenylalanin (DOPA), die für die Hafteigenschaften von Muscheln verantwortlich ist. Die veränderten Bakterien, die bei 37 Grad Celsius an PET-Proben getestet wurden, haben eine 400-fache Steigerung der Adhäsion gezeigt. Xiao hat sie mit dem Enzym Polyethylenterephthalat-Hydrolase kombiniert, um das Material in kleinere, handlichere Fragmente zu zerlegen, was nach Angaben der Forscher zu einer weitgehenden Zersetzung der Kunststoffe über Nacht führte.

Plastikmüll-Hauptbestandteil

In den USA fallen laut derUS-Umweltschutzbehörde ( https://www.epa.gov/ ) jährlich etwa 40 Mio. Tonnen Kunststoffabfälle an, wobei 64 Prozent auf PET entfallen. Die Innovation des Teams könnte weltweit dabei helfen, das Material effizient abzubauen oder wiederzuverwerten, statt es achtlos in der Umwelt zu entsorgen. Neben der Bekämpfung der Verschmutzung durch Plastikmüll lässt sich das Verfahren auch gegen Biofouling einsetzen, die Anhaftung von Mikroorganismen, Pflanzen, Algen und Kleintieren auf Oberflächen unter Wasser, die Schiffsrümpfe, Unterwasserstrukturen und Rohre beschädigen können.

Die DOPA-modifizierten Proteine haben eine starke Bindungsfähigkeit an organischen und metallischen Oberflächen gezeigt und verhindern die Ansiedlung von Mikroorganismen, Muscheln und anderen biologischen Materialien. Im Gesundheitswesen könnte die biologische Beschichtung verwendet werden, um bakterielles Wachstum auf medizinischen Geräten zu verhindern, wodurch diese sicherer und effektiver werden, so die Forscher.

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