KAIST в лабораторных тестах: PHB минерализовался за 17 суток в фильтрате полигона, PBAT — лишь на 2,7%

Исследователи из Корейского передового института науки и технологий (KAIST) и Ульсанского национального института науки и технологий (UNIST) изучили, как три биоразлагаемых пластика разлагаются в фильтрате полигона без кислорода. Результаты опубликованы в Nature Communications. Работой руководили Джэук Мён (KAIST) и Чансу Ли (UNIST). nature.comNature Communicationsnature.comОткрыть источник ↗

Испытывали полигидроксибутират (PHB), полимолочную кислоту (PLA) и полибутиленадипинат-терефталат (PBAT). Их инкубировали анаэробно при 35 °C до 320 суток. Для сравнения взяли обычный полиэтилен низкой плотности (LDPE). Разложение оценивали по минерализации: доле углерода пластика, перешедшей в газы, такие как метан и углекислый газ. Так микробное превращение полимера отделяется от изменения внешнего вида и дробления на фрагменты.

Три пластика — три результата

PHB достиг 99,9% минерализации в течение 17 суток. У PLA была задержка около 20 суток, затем он разлагался постепенно и через 320 суток достиг 83,6%. Обычно PLA лучше разлагается при высокотемпературном компостировании, поэтому заметная минерализация при 35 °C оказалась примечательной. PBAT за тот же срок достиг лишь 2,7%, LDPE — 0,4%.

Электронная микроскопия показала биоплёнки, связанные с трещинами и повреждёнными участками на плёнках PLA. nature.comNature Communicationsnature.comОткрыть источник ↗

Какие микроорганизмы были активны

Авторы сочетали метагеномный анализ микробной ДНК с метатранскриптомным анализом РНК. Из 238 восстановленных микробных геномов 118 содержали гены-кандидаты ферментов, возможно участвующих в деполимеризации PHB или PLA. Транскрипция этих генов обнаружена лишь у 49 геномов. Активные геномы преимущественно относились к Bacillota и Pseudomonadota. Среди них были и малоизученные линии, слабо представленные в референсных базах данных.

Транскрипция этих генов была выражена сильнее в биоплёнках на поверхности пластика, чем в окружающем фильтрате. По мнению авторов, исход биоразложения в фильтрате нельзя вывести ни из маркировки «биоразлагаемый», ни из одного лишь геномного потенциала.

Авторы отмечают, что транскрипция гена сама по себе не доказывает, что данный микроорганизм или фермент разлагает пластик, и кандидаты требуют проверки в дальнейших экспериментах. Значения разложения получены в лабораторных инкубациях при 35 °C и не предсказывают скорость и степень разложения на реальных полигонах. nature.comNature Communicationsnature.comОткрыть источник ↗