Штогадовая вытворчасць пластычных сінтэтычных матэрыялаў у свеце ўжо перавысіла 430 млн тон. Па прагнозах спецыялістаў, у 2060 годзе гэты паказчык можа вырасці да 1 млрд тон. З прычыны сваёй даўгавечнасці, таксічнасці і здольнасці распадацца на мікрачасціцы пластык — глабальная пагроза для навакольнага асяроддзя. Яго захоўваюць на звалках, спальваюць, падвяргаюць другаснай перапрацоўцы. Аднак гэта не вырашае праблему. Таму пошук шляхоў перапрацоўкі адходаў пластыку — адзін з самых сур’ёзных выклікаў для сучаснай навукі.
Адзін з метадаў, які сёння лічаць перспектыўным і на які ўскладаюць вялікія надзеі, — раскладанне пластыку з выкарыстаннем бактэрый. Адкрыццё японцамі бактэрыі Іdeonella sakaіensіs, якая выпрацоўвае два спецыяльныя ферменты, здольныя ператварыць пластык у бясшкодныя складнікі (у прыватнасці вуглякіслы газ і ваду), стала ў свой час сапраўдным прарывам. Сёння ў шэрагу краін ужо дзейнічаюць пілотныя прамысловыя праекты, якія выкарыстоўваюць нябачных «памочнікаў» для ўтылізацыі смецця.
Roseateles amylovorans са Сляпянкі
У Беларусі такіх стартапаў пакуль няма. Але першыя крокі на гэтым шляху ўжо робяцца.
У 2023 годзе малодшы навуковы супрацоўнік лабараторыі «Калекцыя мікраарганізмаў» Інстытута мікрабіялогіі НАН Беларусі, магістр біялагічных навук Дар’я Гуляева выявіла ў Сляпянскай воднай сістэме бактэрыю Roseateles amylovorans, здольную раскладаць пластык.
— Я вывучала відавы склад бактэрый вадаёмаў Беларусі ў рамках сваёй магістарскай дысертацыі, — распавядае Дар’я Гуляева. — Усяго вылучыла каля 90 штамаў. Сярод іх звярнула ўвагу на адну бактэрыю са Сляпянскай воднай сістэмы: яна здольная была расці пры нізкіх тэмпературах і актыўна раскладала крухмал. Мяне гэта зацікавіла, і я правяла поўную расшыфроўку геному гэтай бактэрыі. Пасля яе дэталёвай ідэнтыфікацыі выявілася: перада мной прадстаўнік зусім новага віду, невядомага раней навуцы. Міжнародны камітэт па сістэматыцы пракарыёт (ІCSP) афіцыйна гэта пацвердзіў і прысвоіў бактэрыі імя Roseateles amylovorans — «тая, што есць крухмал».
Пасля гэтага Дар’я Гуляева вырашыла высветліць, якія з палімерных рэчываў здольная «ператраўляць» адкрытая ёю бактэрыя. Як высветлілася, Roseateles amylovorans «спецыялізуецца» на біяраскладанні полікапралактону (PCL), які зараз выкарыстоўваецца ў 3D-друку і медыцыне, а ў перспектыве можа стаць асновай для вытворчасці экалагічнага аднаразовага посуду і ўпаковачных матэрыялаў.
Без справы не застанецца
Сёння малады навуковец працягвае даследаваць Roseateles amylovorans, а таксама працуе над кандыдацкай дысертацыяй, прысвечанай гэтаму новаму віду бактэрый. Дар’я верыць: вынікі яе даследаванняў важныя не толькі для фундаментальнай навукі. У перспектыве яны знойдуць практычнае прымяненне, стануць асновой новых біятэхналогій, якія можна будзе ўкараніць у прамысловую перапрацоўку пластыку.
За мяжой ужо працуюць над тым, каб з часам замяніць пластык для ПЭТ-бутэлек полікапралактонам, які больш схільны да разбурэння. А гэта значыць, што дапамога дражджэй, бактэрый, грыбоў для іх утылізацыі ў будучыні акажацца неацэннай. Ва ўсякім разе Дар’я Гуляева ўскладае немалыя надзеі на сваю Roseateles amylovorans, якая выдатна падыходзіць для практычнага выкарыстання: непатрабавальная, яе лёгка вырошчваць на недарагой сыравіне.
— Думаю, што пасля дэталёвага вывучэння насельнікаў беларускіх вадаёмаў, звалак і г. д. мы зможам выявіць іншыя мікраарганізмы, здольныя перапрацоўваць розныя віды пластыкавых адходаў, — адзначае Дар’я Гуляева. — У шэрагу краін ужо сфарміравалі «пул» перспектыўных для гэтых мэт бактэрый, і навукоўцы працягваюць вывучаць прадукаваныя імі ферменты, маючы намер палепшыць іх з дапамогай геннай інжынерыі і дамагчыся таго, каб раскладаць пластык хутчэй і без «слядоў».
Малады вучоны прызнаецца, што работа ў Інстытуце мікрабіялогіі НАН Беларусі вельмі пашырыла яе ўяўленне аб тым, наколькі бактэрыі ўсюдыісныя, якімі шматлікімі здольнасцямі надзеленыя, як моцна ўплываюць на нашае паўсядзённае жыццё.
І хаця шлях ад адкрыцця да практычнага выніку ў навуцы звычайна бывае доўгім, Дар’ю Гуляеву гэта не палохае. Ёй цікава па ім ісці.
Вольга Паклонская
Фота аўтара, з архіва суразмоўцы і з адкрытых крыніц
