Lossen plastic-etende bacteriën ons afvalprobleem op?

Plastic is eigenlijk te sterk. Het materiaal gaat langer mee dan de producten waarvoor het wordt gebruikt, en zo vervuilt plastic afval ondertussen zowat elke uithoek van onze planeet. Nu hebben wetenschappers een manier gevonden om de troep op te ruimen, met behulp van bacteriën die plastic traag maar zeker verteren.

Plastic bestaat uit polymeren, lange dunne moleculen van herhalende (monomere) bouwstenen. Ze zijn in meerdere richtingen met elkaar verbonden om een duurzame en bewerkbare structuur te vormen. Het meeste plastic is gemaakt van koolstof-gebasseerde monomeren, dus in theorie vormen ze een voedselbron voor micro-organismen.

Maar in tegenstelling tot natuurlijke polymeren (zoals cellulose in planten), zijn plastics niet biologisch afbreekbaar. Bacteriën en schimmels evolueerden naast natuurlijke materialen, en ze ontwikkelden manieren om energie uit die materialen te halen. Maar plastic bestaat nog maar een zeventigtal jaar. Micro-organismen hebben simpelweg de tijd nog niet gehad om de noodzakelijke biochemische middelen te ontwikkelen om de plasticvezels af te breken tot voedsel.

Een team van de Kyoto University heeft nu, door op zoek te gaan in hopen plastic afval, microben ontdekt die plastic kunnen eten. Na vijf jaar van zoeken door 250 stalen, isoleerden ze een bacterie die kan overleven op poly(ethylene terephthalate) of PET, een veelgebruikt plastic in flessen en kledij. Ze doopten de bacteriesoort Ideonella sakaiensis. De microbe blijkt eenvoudige te kweken. De onderzoekers stopten het PET in een verwarmde bokaal met de bacteriën in en een paar weken later was al het plastic verdwenen.

Wat mogelijk nog belangrijker is dan de vondst van de bacterie zelf, is de ontdekking van het enzyme dat de bacterie gebruikt om PET af te breken. Alle levende wezens bevatten enzymen die ze gebruiken bij levensnoodzakelijke chemische reacties, zoals het oogsten van energie uit voedsel. De Kyoto-onderzoekers identificeerden het gen in het bacterieel DNA dat verantwoordelijk is voor het enzyme dat PET helpt verteren. Daarna konden ze meer van het enzyme maken en toonden ze aan dat het enzyme ook zonder de bacterie PET kan afbreken.

Dat betekent een hele nieuwe manier van plastic-verwerking. Vandaag worden plastic flessen eigenlijk niet gerecycleerd. Ze worden gesmolten en terug gevormd tot nieuwe producten van hard plastic. Verpakkingsbedrijven verkiezen "maagdelijk" plastic dat gemaakt is via een chemisch proces dat begint bij materialen die afgeleid zijn van olie. 

De PET-verterende enzymen bieden een andere optie. Ze kunnen toegevoegd worden aan afvalvaten, waarna ze alle flessen en andere plastic items binnenin afbreken tot makkelijk te verwerken stoffen. Deze zouden vervolgens gebruikt kunnen worden om nieuw plastic te maken, waardoor een echte gesloten recyclagekringloop ontstaat.

Het onderzoek is gepubliceerd in Science.