Микробов, которые могут разлагать пластик, нашли в коровьем кишечнике

Австрийские биологи обнаружили в микрофлоре кишечника коров несколько видов грибков и бактерий, которые могут разлагать молекулы различных полимеров – например, лавсан и другие полиэфирные пластмассы. Эти микробы можно использовать для улучшения экологической обстановки в мире, пишут ученые в научном журнале Frontiers in Bioengineering and Biotechnology.

"В рубце коров обитает огромное количество микробов, которые участвуют в переваривании пищи. Мы обнаружили, что часть из них может вырабатывать ферменты, которые могут разлагать полиэфиры. Учитывая, как много рубца каждый день накапливается на скотобойнях, использование этих ферментов можно легко вывести на промышленный уровень", – рассказала Дорис Рибищ, один из авторов исследования, старший научный сотрудник Центра промышленных биотехнологий (Австрия).

Из-за того, что в природе и на свалках накапливается огромное количество пластикового мусора, ученые ищут способы его утилизации. К примеру, недавно биологи обнаружили, что гусеницы восковой моли могут поедать и переваривать разные формы полиэтилена, а их японские коллеги открыли микробов, которые могут разлагать лавсан – самый популярный материал для производства бутылок и другой пластиковой посуды.

Рибищ и ее коллеги обратили внимание, что микробы, обитающие в рубце и кишечнике жвачных животных, решают схожую задачу – им постоянно приходится разлагать молекулы химически стойких биологических полимеров, в том числе целлюлозы и лигнина. Это натолкнуло биологов на мысль, что микробы микрофлоры жвачных животных могут перерабатывать пластик лучше насекомых или других бактерий.

Руководствуясь этой идеей, ученые проследили, как экстракт ферментов бактерий из пищеварительной системы коров взаимодействовал с тремя популярными видами полиэфирных пластмасс – лавсана, полибутилена адипата терфталата (ПБАТ) и полиэтилен-фурандикарбоксилата (ПЭФ).

Образцы этих пластиков биологи попытались разложить экстрактами белков микробов из тонкой кишки, рубца и других отделах кишечника коров. Проследив за взаимодействиями ферментов и полимеров, Рибищ и ее коллеги сопоставили уровень активности белков с видовым составом микрофлоры в этих органах пищеварительной системы.

Оказалось, что во всех частях кишечника коров были микробы, которые могут разлагать все три вида пластика. Причем больше всего их было в рубце: микрофлора этого отдела желудка расщепляла молекулы лавсана, ПБАТ и ПЭФ особенно активно. Пока ученые не выделили конкретных микробов, которые разлагают пластик, однако они обнаружили, что такие способности есть у бактерий из рода Pseudomonas и грибков из рода Penicillium.

Рибищ и ее коллеги надеются, что в дальнейших опытах смогут выделить конкретные штаммы микробов, которые могут разлагать пластмассы, и разработать методики их культивации вне пищеварительной системы коров. Благодаря этому их можно будет использовать для дешевой утилизации пластикового мусора, подытожили ученые.