市販のプラスチックで作られた電極（上段）は、「生体プラスチック」で作られた電極（下段）よりも分解されにくい。写真：ACS
一部の微生物（細菌、真菌）は、特定の細胞外酵素を分泌することで、長いポリマー鎖（プラスチック、バイオプラスチック）を分解する能力を持っています。このメカニズムに基づき、 科学者たちはバチルス・サブチリスの胞子を遺伝子操作してプラスチック分解酵素を産生させ、それを元のプラスチック材料に直接接種しました。これらの微生物は、高温の「栄養溶液」によって活性化されるまで休眠状態を保ち、活性化後数日以内にプラスチックを完全に分解し、マイクロプラスチック粒子を一切残しません。
科学者が微生物を使ってプラスチックを分解するのは今回が初めてではない。2024年には、ポリカプロラクトン（PCL）を用いて、微生物が分泌する酵素がPCLを分解する能力を検証した。一方、米国では、カリフォルニア大学の研究チームが、埋立地に廃棄された際に分解する微生物胞子を含む高弾性TPUプラスチックを開発した。
しかし、香港の科学者たちの革新性は2つの点にある。まず、ポリマーを分解するために単一の酵素に頼るのではなく、バチルス・サブチリス菌株を改変して、相乗効果を発揮し互いに補完し合う2つの酵素を産生させた。具体的には、一方の酵素が長いポリマー鎖を分解して元の構造を破壊し、もう一方の酵素がポリマー鎖を分解する。単一酵素法と比較して、この2つの酵素を用いる方法ははるかに効果的で、わずか6日間でPCLをほぼ完全に分解することができた。
2つ目の革新は、微生物胞子を基材プラスチックに直接埋め込むことで、「生きたプラスチック」製品を生み出す点にある。この新素材は、従来のPCL膜と同様の耐久性と柔軟性を備えた機械的特性を持つ。50℃で栄養溶液を触媒として加えると、細菌胞子が活性化され、分解プロセスが開始される。
この実験では、研究者らは前述の「生体プラスチック」を用いて柔軟な電極を作製した。その結果、この製品は正常に機能し、触媒と接触すると自己分解することが確認された。このプロセスは2週間続き、マイクロプラスチック粒子を含む痕跡は一切残らなかった。
研究者たちは、この研究の重要な実用性を強調する一方で、この新しいタイプのプラスチックの限界も認めている。それは、その分解プロセスが依然として環境条件や触媒に依存するという点だ。そのため、彼らは水系胞子活性化剤の開発を目指している。なぜなら、ほとんどのプラスチック廃棄物は最終的に河川、湖沼、海に流れ込むからである。また、この新しい方法がPCLだけでなく、他の種類のプラスチック、特に使い捨てプラスチック製品の製造に一般的に使用されるプラスチックにも適用できることを期待している。
マイ・クエン（ニューアトラス、アメリカ化学会による）
出典：https://baocantho.com.vn/tao-ra-nhua-song-tu-phan-huy-sinh-hoc-a204604.html
コメント (0)