Ein Forschungsteam unter der Leitung von Dr. Hyung-Kwan Lee am Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology hat einen neuen Ansatz zur Bekämpfung der Bedrohung durch Plastikmüll in der Ökologie unseres Planeten gefunden.
Die Forscher haben eine Mikrobe identifiziert, die aus dem marinen Plastikmüll vor der Küste der Insel Jeju isoliert wurde. Diese Mikrobe hat die Fähigkeit, BHET, ein wichtiges Zwischenprodukt im Abbauprozess von Plastik, auf natürliche Weise zu zerlegen.
Im ersten Schritt konzentrierte sich das Team auf die Mikrobengemeinschaft, die sich natürlicherweise an der Oberfläche von Plastik im Ozean bildet, bekannt als Plastisphere. Eine Analyse der Kunststoffstücke, die an der Küste von Jeju gesammelt wurden, ergab, dass acht verschiedene Mikrobenspezies in dieser Gemeinschaft lebten, wobei eine von ihnen signifikante Fähigkeiten zur Reduzierung von BHET aufwies.
Die betreffende Mikrobe, Stenotrophomonas sp. WED208, wuchs in einer Kultur mit BHET über einen Zeitraum von 30 Tagen und verringerte die Menge an BHET um etwa 30 %. Zudem konnte sie BHET in andere abbaubare Stoffe umwandeln.
Diese Entdeckung unterstützt die Hypothese, dass in der Natur mehrere Mikroben zusammenarbeiten, um Plastik schrittweise abzubauen. Um zu verstehen, warum WED208 in der Lage ist, BHET abzubauen, hat das Forschungsteam das gesamte Genom dieser Mikrobe analysiert.
Die Analyse ergab, dass WED208 besondere Proteine (Enzyme) besitzt, die für die Zerlegung von BHET notwendig sind, einschließlich aller essentiellen Aminosäuren für die Abbaureaktion. Dies bestätigt die wissenschaftliche Annahme, dass WED208 nicht nur eine Mikrobe ist, die BHET konsumiert, sondern dass sie über die notwendige Ausrüstung (Enzyme) verfügt, um BHET abzubauen.
Die Implikationen dieser Forschung sind erheblich, da sie über die traditionelle Methode hinausgeht, die auf der Zerlegung von PET durch Einzelmikroben basiert. Stattdessen wird ein multistufiges Abbausystem skizziert, das das Netzwerk von Mikroben in natürlichen Ökosystemen nutzt.
Während des Forschungsprozesses wurden insgesamt acht verschiedene Mikrospezies isoliert, und es wird angenommen, dass jede Mikrobe unterschiedliche Abbaukapazitäten und metabolische Eigenschaften besitzt.
Durch die richtige Kombination dieser Mikroben in einem „Mikrobienkonsortium“ könnte die Geschwindigkeit und Effizienz des PET-Abbaus erheblich gesteigert werden.
Dr. Lee erklärte: „Diese Forschung ist das erste Beispiel dafür, dass Mikroben, die bereits im marinen Plastik vorhanden sind, auf molekularer Ebene die Fähigkeit besitzen, Zwischenprodukte von Plastik zu verarbeiten. Dies ist eine wichtige Grundlage für die Entwicklung von Techniken zur Plastikverarbeitung auf der Grundlage von Mikrobenökosystemen.“
Die Ergebnisse dieser Studie wurden am 23. Oktober in der internationalen Fachzeitschrift „Frontiers in Microbiology“ veröffentlicht.
