PETase, l’Enzima ‘mutante’ che mangia la plastica

I ricercatori nel Regno Unito e negli Stati Uniti hanno involontariamente sviluppato un enzima che mangia la plastica. Siamo a un punto di svolta?

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PETase è l’enzima, sviluppato casualmente, in grado di digerire PET (polietilentereftalato), lo stesso materiale utilizzato nelle bottiglie di plastica onnipresenti, che intasano le discariche, ricoprono le coste e galleggiano negli oceani di tutto il mondo. Sorprendentemente, questa scoperta è avvenuta solo per caso. Gli scienziati dell’Università di Portsmouth nel Regno Unito e del Laboratorio Nazionale delle Energie Rinnovabili del Dipartimento di Energia degli Stati Uniti (NREL) stavano esaminando la struttura di un enzima naturale, Ideonella sakaiensis, trovato nel 2016 in un centro giapponese di riciclo di bottiglie di plastica nella città portuale di Sakai. Quel primo enzima, prodotto da un batterio che “mangia” PET e che quindi usa la plastica come principale fonte di energia, potrebbe già abbattere la plastica PET, ma non lo fa molto rapidamente. Il nuovo enzima PETase invece, come ha spiegato BBC News, funziona invertendo il processo di produzione riducendo i poliesteri ai loro blocchi di costruzione in modo che possa essere riutilizzato. La scoperta del team angloamericano è stato pubblicata lunedì sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences.

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L’ECCEZIONALE SCOPERTA – Come è avvenuta la scoperta casuale che potrebbe cambiare il mondo? “Per capire come si è evoluta la Ideonella sakaiensis, il team di ricerca ha “ottimizzato” la struttura dell’enzima aggiungendo alcuni aminoacidi“, ha riferito John McGeehan, un professore di Portsmouth che ha co-diretto il lavoro. E così hanno finito per creare un enzima che funzionava ancora più rapidamente di quello naturale. Nella nuova ricerca, pubblicata sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences, il team ha utilizzato la Diamond Light Source, vicino a Oxford, nel Regno Unito, che si tratta di un intenso fascio di raggi X che è 10 miliardi di volte più luminoso del sole e può rivelare singoli atomi. “Sorprendentemente, abbiamo scoperto che il mutante di PETase supera la PETase wild-type in PET degradante“, ha spiegato lo scienziato dei materiali NREL Nic Rorrer. McGeehan ha aggiunto: “La ‘serendipity’ (la scoperta per caso, NDR) svolge spesso un ruolo significativo nella ricerca scientifica fondamentale e la nostra scoperta qui non fa eccezione”.

Immagine al microscopio elettronico dell’enzima degradante della plastica PET (Credit: Dennis Schroeder / NREL)

L’ENZIMA PETase, COME FUNZIONA – L’enzima modificato, chiamato PETase, può abbattere il PET in pochi giorni: è una straordinaria scoperta che potrebbe aiutare a combattere l’escalation della cosiddetta ‘crisi della plastica’. “Dopo solo 96 ore è possibile vedere chiaramente, tramite la microscopia elettronica. che la PETase sta degradando il PET“, ha detto il biologo strutturale NREL Bryon Donohoe. “E questo test utilizza esempi reali di ciò che si trova negli oceani e nelle discariche“. Come ha spiegato BBC News, PETase funziona invertendo il processo di produzione riducendo i poliesteri ai loro blocchi di costruzione in modo che possa essere riutilizzato.

BOTTIGLIE DI PLASTICAAcqua, bibite, succhi di frutta: tutte quelle bottiglie non vengono quasi mai prodotte con plastica riciclata. Circa 1 milione di bottiglie di plastica vengono vendute ogni minuto in tutto il mondo e, con solo il 14% di materiale riciclato, molte finiscono negli oceani dove hanno inquinato anche le parti più remote, danneggiando la vita marina e potenzialmente le persone che mangiano pesce. Inoltre, come ha osservato il Guardian, le bottiglie di plastica che vengono riciclate possono essere trasformate solamente in fibre di poliestere per moquette o tessuto, e qui ci troviamo ad avere un problema spostato solamente più in là nel tempo, ovvero quando dovremo sbarazzarci di vecchie moquette o buttare via i pile.

LA PORTATA DELLA SCOPERTA – Questa nuova scoperta suggerisce un modo per trasformare le bottiglie di plastica in bottiglie di plastica. Proprio così, non è un paradosso. “Grazie all’enzima PETase,  i poliesteri ridotti a blocchi potrebbero essere usati per produrre più plastica e questo eviterebbe di usare altro petrolio… Quindi in pratica chiuderemmo il ciclo, in realtà avremmo un corretto ricico“, ha detto McGeehan a BBC News.

IL FUTURO PIU’ IMMEDIATO – I ricercatori stanno ora lavorando per migliorare la PETase per vedere se può funzionare su scala industriale. Circa un milione di bottiglie di plastica vengono acquistate in tutto il mondo ogni minuto, con un numero previsto che aumenterà di un altro 20% entro il 2021. “Questa scoperta inattesa suggerisce che c’è spazio per migliorare ulteriormente questi enzimi, avvicinandoci a una soluzione di riciclo per la montagna in continua crescita di plastica scartata“, ha affermato McGeehan.

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