The smallest solution to one of our biggest problems - Tierney Thys & Christian Sardet

Prevoditelj: Ivana Širinić Recezent: Ivan Luka Sabolović

At this very moment, almost everything around you is being eaten.

Upravo u ovom trenutku, skoro sve oko tebe biva proždirano.

Invisible to the naked eye, organisms called microbes swarm every surface.

Nevidljivi golom oku organizmi zvani mikrobi

vrve na svakoj površini.

Hordes of bacteria, archaea, and fungi have evolved to produce powerful enzymes

Horde bakterija, arheja i gljivica evoluirali su da proizvode snažne enzime

that break down tough organic material into digestible nutrients.

koji razbijaju žilav organički materijal u probavljive hranjive tvari.

But there’s one particularly widespread type of material

Ali postoji jedan široko rasprostranjen tip materijala

that almost no microbes can biodegrade:

kojeg skoro pa niti jedan mikrob ne može razgraditi:

plastics.

plastika.

To make most plastics, molecules from oil, gas and coal are refined

Za izradu većine plastike, molekule iz ulja, plina i ugljena se prerađuju

and turned into long, repeating chains called polymers.

i pretvaraju u dugačke lance koji se ponavljaju, zvane polimeri.

This process often requires temperatures above 100˚C, incredibly high pressure,

Ovaj proces često zahtjeva temperature iznad 100˚C, nevjerojatno visok tlak,

and various chemical modifications.

i razne kemijske izmjene.

The resulting man-made polymers are quite different

Polimeri koje je napravio čovjek su sasvim drugačiji

from the polymers found in nature.

od polimera koje pronalazimo u prirodi.

And since they’ve only been around since the 1950s,

A s obzirom da postoje samo od otprilike 1950.-ih,

most microbes haven’t had time to evolve enzymes to digest them.

većina mikroba nije imala vremena za razviti enzime koji ih mogu probaviti.

Making matters even more difficult,

Čineći stvari još težima,

breaking most plastics’ chemical bonds requires high temperatures

razbijanje kemijskih veza u većini vrsta plastike zahtjeva visoke temperature

comparable to those used to create them—

usporedive s onima koje su bile korištene u njihovom stvaranju

and such heat is deadly to most microbes.

i takva vrućina je smrtonosna za većinu mikroba.

This means that most plastics never biologically degrade—

To znači da se većina plastike nikada biološki ne razgradi—

they just turn into countless, tiny, indigestible pieces.

nego se samo pretvori u bezbroj sitnih, neprobavljivih komadića.

And pieces from the most common plastics like Polyethylene, Polypropylene,

A dijelovi najčešćih plastika kao što su polietilen, polipropilen

and Polyester-terephthalate have been piling up for decades.

i polietilentereftalat se nagomilavaju već desetljećima.

Each year humanity produces roughly 400 million more tons of plastic,

Svake godine čovječanstvo proizvodi približno 400 milijuna tona plastike,

80% of which is discarded as trash.

80% koje se odbacuje kao smeće.

Of that plastic waste, only 10% is recycled.

Od tog plastičnog otpada, samo 10% se reciklira.

60% gets incinerated or goes into the landfills,

60% se spaljuje ili se odvozi na odlagališta otpada,

and 30% leaks out into the environment

a 30% završava u okolišu

where it will pollute natural ecosystems for centuries.

gdje će stoljećima zagađivati ekosustave.

An estimated 10 million tons of plastic waste end up in the ocean each year,

Procijenjeno je da 10 milijuna tona plastičnog otpada

završava u oceanu svake godine,

mostly in the form of microplastic fragments that pollute the food chain.

većinom u obliku mikroplastičnih komadića koji zagađuju hranidbeni lanac.

Fortunately, there are microbes that may be able

Na sreću, postoje mikrobi koji bi mogli

to take a bite out of this growing problem.

odgristi dio ovog rastućeg problema.

In 2016, a team of Japanese researchers sampling sludge

Dok je 2016 godine tim japanskih istraživača uzimao uzorke mulja

at a plastic-bottle recycling plant discovered

u tvornici za recikliranje plastičnih boca, otkrili su

Ideonella sakaiensis 201-F6.

bakteriju “Ideonella sakaiensis 201-F6”.

This never-before-identified bacterium contained two enzymes

Ova do sad neidentificirana bakterija sadržavala je dva enzima

capable of slowly breaking down PET polymers

koji su sposobni razbiti PET polimere

at relatively low temperatures.

pri relativno niskim temperaturama.

Researchers isolated the genes coding for these plastic-digesting enzymes,

Istraživači su izolirali genetičku uputu za ove enzime koji razgrađuju plastiku,

allowing other bioengineers to combine and improve the pair—

omogućujući drugim bioinženjerima spojiti i poboljšati par—

creating super-enzymes that could break down PET up to 6 times faster.

stvarajući super-enzime koji mogu razbiti PET polimere i do 6 puta brže.

Even with this boost,

Čak i uz ovu podršku,

these lab-grown enzymes still took weeks to degrade a thin film of PET,

tim enzimima iz laboratorija su trebali tjedni

da razgrade tanak film PET polimera,

and they operated best at temperatures below 40˚C.

a najbolje su djelovali pri temperaturama ispod 40˚C.

However, another group of scientists in Japan had been researching

Međutim, druga grupa znanstvenika u Japanu je istraživala

bacterial enzymes adapted to high temperature environments

bakterijske enzime prilagođene k okolišima s visokim temperaturama

like compost piles.

kao na primjer hrpe komposta.

And within one particularly warm pile of rotting leaves and branches,

I unutar jedne posebno tople hrpe trulog lišća i granja,

they found gene sequences for powerful degrading enzymes

pronašli su sekvence DNK-a za snažne razgrađujuće enzime

poznate kao “Leaf Branch Compost Cutinases”.

known as Leaf Branch Compost Cutinases.

Using fast-growing microorganisms,

Koristeći se brzo-rastućim mikroorganizmima,

other researchers were able to genetically engineer

drugi znanstvenici su mogli genetski dizajnirati

high quantities of these enzymes.

velike količine tih enzima.

They then enhanced and selected special variants of the Cutinases

Tada su poboljšali i odabrali posebne varijante kutinaza

that could degrade PET plastic in environments reaching 70˚C—

koje bi mogle razgraditi PET plastiku u okolišima koji dosežu do 70˚C—

a high temperature that can weaken PET polymers and make them digestible.

visoku temperaturu koja slabi PET polimere i čini ih razgradivima.

With the help of these and other tiny diehards,

S pomoću ovih i drugih neumoljivih bakterija,

the future of PET recycling looks promising.

budućnost PET recikliranja se čini obećavajućom.

But PET is just one type of plastic.

No PET je samo jedna vrsta plastike.

We still need ways to biologically degrade all the other types,

I dalje trebamo rješenja za biološko razgrađivanje svih ostalih tipova,

including abundant PEs and PPs

uključujući obilne polisulfone i polifenilen-sulfide

which only begin breaking down at temperatures well above 130˚C.

koji se počinju razgrađivati tek pri temperaturama znatno iznad 130˚C.

Researchers don’t currently know of any microbes or enzymes

Znanstvenici trenutno ne znaju za nikakve mikrobe ili enzime

tough enough to tolerate such temperatures.

koji su dovoljno snažni da izdrže takve temperature.

So for now, the main way we deal with these plastics

Tako da se za sada glavni pristup za rješavanje problema ovih plastika

is through energy-intensive physical and chemical processes.

sastoji u energetski intenzivnim fizičkim i kemijskim procesima.

Today only a small fraction of plasticwaste

Danas se samo mali djelić plastičnog otpada

can be biologically degraded by microbes.

može biološki razgraditi pomoću mikroba.

Researchers are looking for more heat-tolerant plastivores

Znanstvenici tragaju za još plastivora koji su otporni na vrućinu

in the planet’s most hostile environments

u najneprijateljskim predjelima planeta

and engineering better plastivorous enzymes in the lab.

i u laboratorijima konstruiraju bolje enzime koji proždiru plastiku.

But we can’t rely solely on these tiny helpers to clean up our enormous mess.

Ali ne možemo se potpuno osloniti na ove male pomoćnike

da počiste naš ogroman nered.

We need to completely rethink our relationship with plastics,

Moramo potpuno promisliti naš odnos s plastikom,

make better use of existing plastics,

pronaći bolji način korištenja postojeće plastike

and stopproducing more of the same.

i prestati proizvoditi još plastike.

And we urgently need to design more environmentally friendly types of polymers

I hitno moramo konstruirati još vrsta polimera koji su ekološki prihvatljivi

that our growing entourage of plastivores can easily break down.

koje naše rastuće društvo plastivora s lakoćom može razgraditi.