PET-etende bacterie geïsoleerd

[Jan van de Velde]

onderzoekers van de Kyoto University  in Japan hebben uit de omgeving van een flessenrecyclingfabriek een nieuwe bacterie geïsoleerd , Ideonella sakaiensis 201-F6, die polyethyleenterephthalaat benut als koolstof- en energiebron.
 

Knipsel 1241 keer bekeken

 
De bacterie produceert twee enzymen die PET en de reactie-tussenstof mono(2-hydroxyethyl) terephthaalzuur kunnen hydrolyseren tot twee milieuvriendelijke monomeren, terephtaalzuur en ethyleenglycol.
 
lees meer:
 
oorspronkelijk artikel in Science:
A bacterium that degrades and assimilates poly(ethylene terephthalate)
Shosuke Yoshida et al
Department of Polymer Chemistry, Graduate School of Engineering, Kyoto University,

[Benm]

Is dit goed of slecht nieuws?

Voor de recycling is het natuurlijk wel handig, maar zo'n ontwikkeling geeft wel te denken over wat er gaat gebeuren met plastic waarvan we niet willen dat het afgebroken wordt. Krijgen we kunststof-rot?

Ergens denk ik dat dat uiteindelijk wel zal gebeuren, maar de vraag is natuurlijk hoe lang evolutie erover doet om bacterien allerhande kunststoffen te laten verteren.

[Vincent van Steeg]

Is dit goed of slecht nieuws?


Voor de recycling is het natuurlijk wel handig, maar zo'n ontwikkeling geeft wel te denken over wat er gaat gebeuren met plastic waarvan we niet willen dat het afgebroken wordt. Krijgen we kunststof-rot?


Ergens denk ik dat dat uiteindelijk wel zal gebeuren, maar de vraag is natuurlijk hoe lang evolutie erover doet om bacterien allerhande kunststoffen te laten verteren.

 
 
Goede filosofische vraag.

Als ik aan dit onderwerp mijn mening hang zou ik persoonlijk zeggen dat wanneer de bacterie groeit, wij als mensen ook groeien.

En dit een wederzijdse evolutie betreft die pas in aan lang en laat stadia aan het licht komt.

Ik denk dat we dan toch gauw spreken over 100-400 jaar.

[Benm]

Ik bedoel het niet als filosofische kwestie maar gewoon als wetenschappelijke: Hoe lang duurt het voordat micro-organismen evolueren om een nieuw materiaal als voedsel te kunnen gebruiken.

Het zou een filosofische kwestie zijn als het ging om het kunstmatig maken van dergelijke organismen, maar deze is gewoon gevonden in een vuilstort, een resultaat van natuurlijke evolutie.

[Ensiferum]

De beste historische vergelijking is lignine. Nog steeds is maar een beperkte groep organismen in staat dit af te breken. In de praktijk is dit eigenlijk enkel witrotschimmels, zeker voor hout van bomen. Het gebrek aan lignine-afbrekers in het Carboon is één van de hypotheses om te verklaren waarom er zoveel steenkool is afgezet in die periode.
 
In die zin zouden we eerder verwachten dat het enorm lang duurt eer dat we te maken gaan krijgen met significante PET-afbraak. Zeker omdat het aanbod aan PET in het milieu vele malen kleiner en versnipperder is dan wat toen het aanbod van lignine was. PET is ook gemaakt om resistent te zijn aan afbraak en kan dus verwacht worden een vrij pover substraat te zijn om energie en koolstof uit te halen. Dan verwachten we eerder een competitief nadeel, of een sterkere vatbaarheid voor predatoren/ziektes, tenzij er een overdaad aan PET aanwezig is. Wellicht ontwikkelen dergelijke soorten zich dus enkel in zeldzame omgevingen waar er een enorm hoge concentratie aan PET is en weinig anders. De mens kan zo'n organisme dan wel gebruiken bij afvalverwerking, maar dan moeten we zelf de energie aanwenden om PET te verzamelen en de bacterie erbij te zetten.

[Benm]

Een issue is dat we precies dat soort plaatsen aan het creeeren zijn: ophopingen van enorme hoeveelheden kunststof in een beperkt gebied: vuilstortplaatsen.

In nederland zie je ze niet veel, maar als je wat verder de wereld rond reist zie je ze overal. In sommige landen heb je open vuilstorten van tig vierkante kilometer, bezaaid met diverse plastics en continu voorzien van daglicht, lucht, regenwater en dergelijke.

Hoe het zich vergelijkt met het verre verleden weet ik niet, maar -blijkbaar- zijn er nu al bacterien die geevoluuerd zijn om het als voedsel te kunnen gebruiken, terwijl PET nog geen 40 jaar breed gebruikt wordt. Dat doet ergens vermoeden dat zoiets ook wel mogelijk is voor andere kunststoffen, en mogelijk al gebeurd is zonder dat het ontdekt is.

[Ensiferum]

Een issue is dat we precies dat soort plaatsen aan het creeeren zijn: ophopingen van enorme hoeveelheden kunststof in een beperkt gebied: vuilstortplaatsen.


In nederland zie je ze niet veel, maar als je wat verder de wereld rond reist zie je ze overal. In sommige landen heb je open vuilstorten van tig vierkante kilometer, bezaaid met diverse plastics en continu voorzien van daglicht, lucht, regenwater en dergelijke.


Hoe het zich vergelijkt met het verre verleden weet ik niet, maar -blijkbaar- zijn er nu al bacterien die geevoluuerd zijn om het als voedsel te kunnen gebruiken, terwijl PET nog geen 40 jaar breed gebruikt wordt. Dat doet ergens vermoeden dat zoiets ook wel mogelijk is voor andere kunststoffen, en mogelijk al gebeurd is zonder dat het ontdekt is.

Ja, maar ik stel me vragen bij hoe goed zo'n micro-organismen zich gaan kunnen verspreiden, onze (beperkte) kennis over de ecologie ten tijde van het Carboon in gedachte houdend. PET kunnen afbreken is vooral goed als er enorm veel PET aanwezig is, maar de problematiek van niet-afbrekende plastic is net vooral een entropisch probleem. Dit zal dus inderdaad kunnen werken voor storten, maar deze waren sowieso al niet zo'n groot probleem zolang er niks uit kon lekken. Het probleem is dat plastic zich zowat overal tussen mengt in relatief lage concentraties, daar traag fysiochemisch afbreekt en derivaten of fijne partikels produceert die allerhande schade kunnen aanrichten.
 
Dit alles onder het idee: ik verwacht niet dat men frequente, biologische plastic-degradatie mag gaan verwachten, zowel in de goede zin dat het vervuiling tegengaat als de slechte zin dat het de durabiliteit van ons materiaal verslechtert.
 
Ik vraag me nu ook af hoe dergelijke afbraak biochemisch verloopt naargelang de chemie van het substraat. Ik zou bijvoorbeeld denken dat PET heel wat gemakkelijker gaat dan PVC of teflon. Kevlar of nylon zouden dan misschien makkelijker gaan, daar ze sterk verwant zijn aan allerhande natuurlijk voorkomende eiwitten (allen polyamides). Ik kan me ook voorstellen dat biogene afbraakstoffen van bepaalde organohalogene kunststoffen wel eens een invloed kunnen hebben op het broeikaseffect of op stratosferische ozonafbraak.

[Benm]

Halogeenhoudende kunststoffen zullen waarschijnlijk moeilijker gaan, al is enzymatische afbraak daarvan ook niet ondenkbaar. In welke vorm de halogenen daarbij vrijkomen valt te bezien. 
 
Overigens is het best interessant om te kijken wat er zoal gebeurd met plastics in het milieu onder diverse omstandigheden. Je hebt bijvoorbeeld het verhaal van plastic dat ophoopt in oceanen, en daar langzaam in steeds kleinere deeltjes vervalt door fotodegradatie. Ook daar lijkt sprake van uiteindelijke biodegradatie: de verhouding tussen grootte en aantal deeltjes verloopt tot op zekere hoogte zoals je verwacht, met weinig grote deeltjes en veel kleine. Maar op een gegeven moment houdt die toename opeens af, terwijl fotodegradatie alleen zou doen verwachten dat het gewoon doorgaat. Het lijkt er daar op dat -iets- de heel kleine deeltjes 'opeet' - mogelijk bacteria.
 
Dat het niet direct een enorme 'plastic-rot' situatie oplevert geloof ik direct gezien er zoveel gemakkelijkere voedselbronnen beschikbaar zijn in onze steden, maar wellicht ligt dat anders in meer afgelegen gebied: als je kunstof kozijn het enige met energie-inhoud is in een wijde omgeving zouden bacterien dat best kunnen doen wegrotten.