Ein Team von Wissenschaftlern hat vielversprechende Fortschritte im Kampf gegen die Bedrohung durch Plastikmüll in unserem Ökosystem gemacht. Forscher des Zellfabrik-Forschungszentrums der koreanischen Biotechnologie-Institut haben entdeckt, dass ein Mikroorganismus, der aus Meeresplastik an der Küste von Jeju isoliert wurde, in der Lage ist, BHET, ein wichtiges Zwischenprodukt im Plastikabbau, auf natürliche Weise zu zersetzen.
Entdeckung der Plastisphäre
Bei der Untersuchung der Oberflächen von Plastikabfällen, die an den Stränden gesammelt wurden, konzentrierte sich das Forschungsteam auf die Ansammlung von Mikroben, die unter dem Begriff „Plastisphäre“ bekannt sind. Diese Mikroben können unter natürlichen Bedingungen auf Plastikoberflächen leben. Die Analyse der an den Stränden von Jeju gesammelten Plastikstücke ergab, dass sich insgesamt acht verschiedene Mikrobenarten in- und mit den Abfällen prächtig entwickelt hatten. Besonders hervorzuheben ist eine bestimmte Art, die eine signifikante Fähigkeit zur Reduktion von BHET zeigte.
Die Rolle von Stenotrophomonas sp. WED208
Die Mikrobenart Stenotrophomonas sp. WED208 bewies in einem 30-tägigen Wachstumsexperiment in einem Nährmedium mit BHET, dass sie in der Lage ist, den BHET-Gehalt um etwa 30 % zu reduzieren und diesen in andere Abbauprodukte umzuwandeln. Diese Ergebnisse stützen die Hypothese, dass verschiedenen Mikroben in der Natur jeweilige Rollen zufallen und sie zusammenarbeiten, um Plastik schrittweise abzubauen.
Genom-Analyse und Enzym-Funktionen
Das Team analysierte auch das gesamte Genom von WED208, um auf molekularer Ebene zu verstehen, warum dieser Mikroorganismus in der Lage ist, BHET abzubauen. Die Untersuchung ergab, dass WED208 spezielle Proteine, die Enzyme besitzen, orientiert an dem Abbau von BHET. Diese Enzyme sind mit allen für den Abbau notwendigen Aminosäuren ausgestattet, was bedeutet, dass WED208 nicht nur als Konsument von BHET fungiert, sondern vielmehr als spezialisierter Organismus mit den Werkzeugen, um BHET abzubauen.
Erweiterte Möglichkeiten für die Mikrobenforschung
Diese Studie hat das Potenzial, über die bestehenden Ansätze zur Abbau von PET durch Einzelmikroben hinauszugehen. Sie zeigt neue Möglichkeiten auf, wie durch die Nutzung von Mikroben-Netzwerken im Ökosystem ein „mehrstufiges Abbausystem“ entwickelt werden könnte. Der strukturelle zusammenhang von insgesamt acht isolierten Mikroben, die sich durch unterschiedliche Abbaufähigkeiten und Stoffwechselmerkmale auszeichnen, könnte bei richtiger Kombination die Effizienz und Geschwindigkeit des PET-Abbaus erheblich steigern.
Der leitende Forscher Dr. Hyeong-Kwan Lee äußerte: „Diese Forschung ist das erste dokumentierte Beispiel dafür, dass Mikroben, die bereits in maritimen Plastikmüll vorhanden sind, in der Lage sind, Zwischenprodukte des Plastiks auf molekularer Ebene zu verarbeiten. Dies wird eine grundlegende Informationsbasis für die Entwicklung von umweltfreundlichen Recyclingtechnologien auf mikrobiologischer Basis darstellen.“ Die Ergebnisse dieser Forschung wurden in dem internationalen Fachjournal „Frontiers in Microbiology“ veröffentlicht.
