A tudósokat Pac-Man ihlette, és feltalálták a műanyagot fogyasztó "koktélt", amely segíthet a műanyag hulladék megszüntetésében.
Két enzimből áll: a PETase és az MHETase. Az Ideonella sakaiensis nevű baktérium termeli, amely műanyag palackokkal táplálkozik.
A természetes lebomlással ellentétben, amely több száz évet vesz igénybe, ez a szuper enzim néhány napon belül képes átalakítani a műanyagot eredeti "komponenseivé".
Ez a két enzim együtt működik, mint például egy "húzzal összekapcsolt két Pac-Man", amely rágja egy snack labdát.
Ez az új szuperenzim hatszor gyorsabban emészti a műanyagot, mint az eredeti, 2018-ban felfedezett PETáz enzim.
Célja a polietilén-tereftalát (PET), a leggyakoribb hőre lágyuló műanyag, amelyet eldobható italpalackok, ruházati cikkek és szőnyegek gyártásához használnak, és amelyeknek a lebomlása a környezetben általában több száz évig tart.
John McGeehan, a Portsmouthi Egyetem professzora elmondta a PA hírügynökségnek, hogy jelenleg ezeket az alapvető erőforrásokat olyan fosszilis erőforrásokból szerezzük be, mint az olaj és a földgáz. Ez valóban tarthatatlan.
"De ha enzimeket adhatunk a műanyag hulladékaihoz, néhány nap alatt lebonthatjuk."
2018-ban McGeehan professzor és csapata rátalált egy PETase nevű enzim módosított változatára, amely néhány nap alatt képes lebontani a műanyagot.
Új tanulmányukban a kutatócsoport összekeverte a PETázt egy másik enzimmel, az úgynevezett MHETázzal, és megállapította, hogy "a műanyag palackok emészthetősége majdnem megduplázódott".
Ezután a kutatók géntechnológiával kapcsolták össze ezt a két enzimet a laboratóriumban, ugyanúgy, mint "két Pac-Man kötéllel való összekötése".
"A PETáz megrongálja a műanyag felületét, az MHETase pedig tovább vág, így természetesnek tűnik, hogy együtt használhatjuk-e őket a természetben kialakult helyzet utánzásához." McGeehan professzor azt mondta.
"Az első kísérletünk megmutatta, hogy jobban működnek együtt, ezért úgy döntöttünk, hogy megpróbáljuk összekapcsolni őket."
"Nagyon örülünk annak, hogy új kiméra enzimünk háromszor gyorsabb, mint a természetesen fejlődött izolátum enzim, ami új utakat nyit meg a további fejlesztések számára."
McGeehan professzor a gyémánt fényforrást is használta, egy szinkrotront, amely Oxfordshire-ben található. Mikroszkópként a napnál 10 milliárdszor erősebb röntgenfelvételt használ, amely elég erős az egyes atomok megtekintéséhez.
Ez lehetővé tette a kutatócsoport számára, hogy meghatározza az MHETáz enzim háromdimenziós szerkezetét, és molekuláris tervet biztosítson számukra, hogy megkezdhessék a gyorsabb enzimrendszer tervezését.
A PET mellett ez a szuper enzim felhasználható a sörösüvegekhez használt cukor alapú bioműanyag PEF-hez (polietilén-furanát) is, bár más típusú műanyagokat nem tud lebontani.
A csapat jelenleg a bontási folyamat további felgyorsításának módját keresi, hogy a technológia kereskedelmi célokra felhasználható legyen.
"Minél gyorsabban állítunk elő enzimeket, annál gyorsabban bomlanak le a műanyagok, és annál nagyobb a kereskedelmi életképessége" - mondta McGeehan professzor.
Ezt a kutatást a Proceedings of the National Academy of Sciences publikálta.
