Két nap alatt megemésztett egy komplett műanyag tálcát egy texasi algoritmus által megbütykölt enzim
Egy texasi kutatócsoport egy algoritmus segítségével olyan műanyaglebontó enzimet kreált, amellyel két nap alatt kényelmesen le tudtak bontani egy teljes műanyag tálcát. A mélytanuló algoritmus egy természetben is létező műanyagfaló baktérium lebontó enzimjét alakította át, hogy az gyorsabban és hatékonyabban, ipari körülmények között is működni tudjon. A mesterséges intelligencia a baktériumfaló enzimet alkotó aminosavak sorrendjét cserélgette addig, amíg létre nem hozta a természetes enzim afféle szuperhős verzióját.
Japán tudósok még 2016-ban, egy műanyagújrahasznosító-üzemben bukkantak rá egy olyan baktériumra, amely a saját energiaellátásához használta fel a műanyag, pontosabban a polietilén-tereftalát (PET) hosszú láncának alkotóelemeit. A műanyagfaló baktérium azonban, amellett, hogy viszonylag lassan dolgozik, rendkívül kényes a munkakörülményekre is: 30-37 fokos hőmérsékleten, 7-7,5-es, vagyis semleges pH mellett tudja igazán hatékonyan végezni a feladatát.
Az elsősorban a műanyagpalackok alapanyagaként ismert PET a világ szilárdhulladék-termelésének a 12 százalékát teszi ki, számos csomagolóanyag, de még műszálas ruhák alapanyagaként is nagy tömegben hasznosítják. Évente nagyjából 50 millió tonna PET-hulladék keletkezik globálisan, és egyes becslések szerint ez a mennyiség 2-3 éven belül a duplájára nőhet, miközben világszerte élő szervezetek százainak véréből és sejtjeiből mutatják ki a műanyagok soha el nem bomló mikroszemcséit.
A Texasban használt algoritmus az eredeti enzim aminosavláncában mindössze három módosítást javasolt és az eredmény lenyűgöző lett: a módosított enzim két nap alatt teljesen eltüntetett egy műanyag tálcát, így a beszámolók szerint kétszer olyan gyorsan dolgozik, mint a korábbi mesterségesen előállított műanyaglebontó enzim. Az algoritmus által kreált műanyagfaló enzimet nemcsak laboratóriumi kísérleti anyagokon próbálták ki, hanem kereskedelmi forgalomban kapható palackok, csomagolóanyagok, tárolóedények ellen is bevetették, hasonló sikerrel.
A baktériumok mesterségesen felturbózott enzimjei ellen az szól, hogy a lenyűgöző sebességhez lényegesen magasabb hőmérsékletre van szükségük, mint természetes kistestvéreiknek. Igaz, a texasi csapat algoritmusa által alkotott lebontó enzim így is sokkal könnyebben kezelhető, mint a hagyományosabb módszerekkel kikísérletezett variánsok: mindössze 50 Celsius-fokra van szüksége ahhoz a művelethez, amelyet elődei még 70 Celsius-fokon voltak hajlandóak elvégezni. Az 50 fok még mindig túl magas ahhoz, hogy ipari mennyiségben lehessen műanyagszemetet lebontani a gép alkotta enzim segítségével, de a kutatók azt remélik, hogy az algoritmus okosításával könnyebben kezelhető enzimeket lehet majd létrehozni.
Kapcsolódó cikkek a Qubiten: