Biotechnologische Waffe gegen Plastikmüll: Forscher:innen entwickeln PET-Zersetzung
Forscher:innen der Rice University haben eine innovative Methode im Kampf gegen Plastikmüll entwickelt. Mit einem natürlichen Klebstoff aus Muscheln und speziellen Enzymen bauen sie Polyethylenterephthalat (PET) schnell und effizient ab. Diese bahnbrechende Technik könnte nicht nur die Meere säubern, sondern auch neue Wege für das Recycling von Kunststoffen eröffnen.
20.12.2024
Forscher der Rice University haben eine innovative biotechnologische Lösung entwickelt, um die Verschmutzung der Ozeane durch Polyethylenterephthalat (PET) zu bekämpfen. Dieser Kunststoff, der vor allem für Verpackungen und Getränkeflaschen verwendet wird, belastet die Weltmeere mit Millionen Tonnen. Zudem gelangt immer mehr PET über Flüsse, vor allem aus Asien, in die Gewässer, wo es ohne äußere Einflüsse jahrhundertelang bestehen bleibt.
Kleber- und Enzym-Kombi
„Unsere Ergebnisse sind sehr vielversprechend, um das wachsende Problem der Plastikverschmutzung in den USA und weltweit anzugehen“, so Forschungsleiter Han Xiao. Es kombiniert einen natürlichen, wasserfesten Klebstoff, den Muscheln produzieren, um sich im Meer an Felsen zu heften, mit Enzymen, die Polyethylenterephthalat (PET) abbauen. Dieses Duo kann sich an PET-Abfälle heften, so dass die Enzyme den Kunststoff in seine Grundbestandteile zerlegen können. Aus den zerlegten Materialien können dann neue Kunststoffe hergestellt werden.
Die gentechnisch veränderten Bakterien enthalten die natürliche Aminosäure 3,4-Dihydroxyphenylalanin (DOPA), die für die Haftung von Muscheln verantwortlich ist. In Tests bei 37 Grad Celsius zeigten diese Bakterien eine 400-fach verbesserte Haftung an PET-Proben. Forschungsleiter Xiao kombinierte sie mit dem Enzym Polyethylenterephthalat-Hydrolase, um das Material in kleinere, handlichere Fragmente zu zerlegen, was nach Angaben der Forscher zu einem fast vollständigen Abbau des Kunststoffs über Nacht führte.
Plastikmüll-Hauptbestandteil
Nach Angaben der US-Umweltschutzbehörde fallen in den USA jährlich rund 40 Millionen Tonnen Kunststoffabfälle an, 64 Prozent davon aus Polyethylenterephthalat (PET). Die neue Technologie des Forschungsteams könnte dazu beitragen, dieses Material weltweit effizient abzubauen oder zu recyceln, anstatt es einfach in der Natur zu belassen. Darüber hinaus kann das Verfahren auch gegen Biofouling eingesetzt werden, bei dem sich Mikroorganismen, Pflanzen, Algen und kleine Tiere auf Unterwasseroberflächen ansiedeln und Schäden an Schiffsrümpfen und anderen Strukturen verursachen können.
Die mit DOPA modifizierten Proteine weisen eine hohe Haftfähigkeit auf organischen und metallischen Oberflächen auf und verhindern die Ansiedlung von Mikroorganismen, Muscheln und anderen biologischen Materialien. In der Medizin könnten diese biologischen Beschichtungen eingesetzt werden, um das Wachstum von Bakterien auf medizinischen Geräten zu hemmen und so deren Sicherheit und Wirksamkeit zu erhöhen, so die Forscher:innen.
