Recycler l'espoir d'une enzyme affamée de plastique

Recycler l'espoir d'une enzyme affamée de plastique

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David Jones

Les scientifiques ont amélioré une enzyme naturelle qui peut digérer certains de nos plastiques les plus polluants. PET, le plastique fort couramment utilisé dans les bouteilles, prend des centaines d’années à se décomposer dans l’environnement. L’enzyme modifiée, connue sous le nom de PETase, peut commencer à décomposer le même matériau en quelques jours. Cela pourrait révolutionner le processus de recyclage, permettant aux plastiques d’être réutilisés plus efficacement. Les consommateurs britanniques consomment environ 13 milliards de bouteilles de boissons en plastique par an, mais plus de trois milliards ne sont pas recyclés. Trouvé dans une décharge Découvert à l’origine au Japon, l’enzyme est produite par une bactérie qui «mange» du PET. Ideonella sakaiensis utilise le plastique comme source d’énergie majeure. Des chercheurs rapporté en 2016 qu’ils avaient trouvé la souche vivant dans les sédiments d’un site de recyclage de bouteilles dans la ville portuaire de Sakai.

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David Jones

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Le PET est couramment utilisé pour fabriquer des bouteilles en plastique
“Le [PET] n’a été qu’en grande quantité au cours des 50 dernières années, ce n’est donc pas une très longue période pour qu’une bactérie ait évolué pour manger quelque chose d’artificiel”, a commenté le professeur John McGeehan, qui a participé à étude actuelle. Les polyesters, le groupe de matières plastiques auquel appartient le PET (également appelé polyéthylène téréphtalate), existent dans la nature. “Ils protègent les feuilles des plantes”, explique le chercheur de l’Université de Portsmouth. “Les bactéries ont évolué pendant des millions d’années pour manger cela.” Le passage à la TEP a été toujours «tout à fait inattendu» et une équipe internationale de scientifiques a entrepris de déterminer comment l’enzyme PETase avait évolué. Manger du plastique Un modèle 3D haute définition de l’enzyme a été créé, en utilisant la puissante ligne de lumière à rayons X à Diamond Light Source dans l’Oxfordshire. Une fois qu’ils ont compris sa structure, l’équipe a noté qu’ils pourraient améliorer la performance de la PETase en ajustant quelques résidus à sa surface.

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H Lee Woodcock

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Le modèle détaillé de PETase a permis aux chercheurs de voir comment l’enzyme pourrait être améliorée
Cela suggère que l’enzyme naturelle n’est pas encore entièrement optimisée et qu’il existe un potentiel pour la concevoir. La PETase a également été testée sur du plastique PEF, une alternative végétale proposée au PET qui est également lente à se dégrader dans la nature. “Nous avons été absolument stupéfaits quand nous avons fait cette expérience parce que cela fonctionne mieux sur le PEF que sur le PET”, a déclaré le professeur McGeehan à BBC News. Une analyse par David Shukman, rédacteur scientifique L’équipe derrière la recherche à l’Université de Portsmouth comprend des étudiants au doctorat et même des étudiants de premier cycle, et quand j’ai visité leur laboratoire, leur excitation était contagieuse. Ils savent qu’il a fallu une chimie intelligente pour concevoir le polymère PET utilisé dans tant de milliards de bouteilles et ils sont ravis d’avoir aidé à trouver un moyen de le décoller. Ils ont grandi avec le fléau de la pollution plastique et se sentent très motivés pour essayer d’y remédier. Pourtant, de grands défis se présentent pour transformer une découverte ingénieuse en une application du monde réel. Développer une technique pour produire l’enzyme à un prix avantageux sera un obstacle majeur; un autre sera d’exploiter son pouvoir à l’échelle industrielle. Mais ceci est un exemple de science accélérée. Un type de bactéries a évolué pour vivre du plastique au cours des dernières décennies. L’enzyme utilisée pour digérer le PET n’a été identifiée que récemment. Maintenant, nous avons des détails sur la version nouvellement conçue et plus efficace de cette enzyme. Dans la recherche de solutions scientifiques à la crise de la pollution plastique, une telle dynamique est vitale. Fermer la boucle Les polyesters, produits industriellement à partir du pétrole, sont largement utilisés dans les bouteilles et les vêtements en plastique. Les procédés de recyclage actuels signifient que les matériaux en polyester suivent une spirale de qualité inférieure, perdant certaines de leurs propriétés à chaque cycle. Les bouteilles deviennent des toisons, puis des tapis, après quoi elles finissent souvent dans les décharges. PETase inverse le processus de fabrication, en réduisant les polyesters à leurs blocs de construction, prêt à être utilisé à nouveau.

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Dennis Schroeder / NREL

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Il a été démontré que la PETase Engineered commence à décomposer les polyesters en quelques jours
«Ils pourraient être utilisés pour fabriquer plus de plastique, ce qui éviterait d’utiliser plus de pétrole … Alors, au fond, nous fermerions la boucle et nous aurions un recyclage adéquat», a expliqué le professeur McGeehan. L’enzyme devrait être déployée à plusieurs années. Il devra dégrader le PET plus rapidement que son temps actuel de quelques jours avant de devenir économiquement viable dans le cadre du recyclage. Prof McGeehan espère que cela marque le début d’un changement dans la gestion des plastiques. “Il y a un besoin urgent de réduire la quantité de plastique qui finit dans les décharges et l’environnement, et je pense que si nous pouvons adopter ces technologies, nous avons une solution potentielle à l’avenir”, at-il ajouté.

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