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

翻訳: Sayuri Noguchi 校正: Tomoyuki Suzuki

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

今この時 あなたの周りにある ほぼ全ての物が食されています

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

肉眼では見えない 微生物と呼ばれる生物が あらゆる表面を埋め尽くしているからです

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

バクテリアや古細菌や菌類たちは 堅固な有機物質を消化可能な養分に分解する―

that break down tough organic material into digestible nutrients.

強い酵素を産生するように進化してきました

But there’s one particularly widespread type of material

しかし とても身近な物質で

that almost no microbes can biodegrade:

ほとんどの微生物が 生分解できないものがあります

plastics.

プラスチックです

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

多くのプラスチックの製造において 原油やガス 石炭の分子は精製され

and turned into long, repeating chains called polymers.

ポリマーと呼ばれる 長く繰返された鎖状の物質に変えられます

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

この工程には100˚C以上の温度と 非常に高い圧力

and various chemical modifications.

そして様々な科学修飾が必要です

The resulting man-made polymers are quite different

最終的に作られた人工ポリマーは

from the polymers found in nature.

自然にあるポリマーとは全く異なります

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

そして1950年代以降にしか 存在していないため

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

多くの微生物にそれらを消化する酵素を 進化させる時間はありませんでした

Making matters even more difficult,

さらに困ったことに

breaking most plastics’ chemical bonds requires high temperatures

大抵のプラスチックの化学結合を切断するには

comparable to those used to create them—

その製造に使われる温度と 同程度の高熱が必要であり

and such heat is deadly to most microbes.

多くの微生物にとって そのような熱は致命的であることです

This means that most plastics never biologically degrade—

これは ほとんどのプラスチックは生分解せず

they just turn into countless, tiny, indigestible pieces.

単に無数の細かい消化不能なかけらに 変化することを意味します

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

そして ポリエチレンやポリプロピレン ポリエチレンテレフタラート(PET)など

and Polyester-terephthalate have been piling up for decades.

最も一般的なプラスチックの断片は 何十年にもわたって蓄積されているのです

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

毎年 人類はおおよそ４億トン以上の プラスチックを製造します

80% of which is discarded as trash.

そのうちの80％はゴミとして廃棄され

Of that plastic waste, only 10% is recycled.

その廃棄されたプラスチックのうち たった10％しかリサイクルされません

60% gets incinerated or goes into the landfills,

60％は焼却されるか埋立地に行き

and 30% leaks out into the environment

30％は環境に流出し

where it will pollute natural ecosystems for centuries.

何世紀にもわたって 自然生態系を 汚染することになるのです

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

毎年 推定で１千万トンの プラスチック廃棄物が海に辿り着き

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

微小プラスチック片の形で 食物連鎖を汚染しています

Fortunately, there are microbes that may be able

幸いなことに この深刻化する問題を

to take a bite out of this growing problem.

少し解決できる微生物が存在します

In 2016, a team of Japanese researchers sampling sludge

2016年 汚泥を抽出していた 日本人研究者のチームが

at a plastic-bottle recycling plant discovered

プラスチックボトルのリサイクル処理場で

Ideonella sakaiensis 201-F6.

イデオネラ・サカイエンシス201-F6株を 発見しました

This never-before-identified bacterium contained two enzymes

今まで確認されていなかった このバクテリアには

capable of slowly breaking down PET polymers

PETポリマーを比較的低温において 徐々に分解することができる ―

at relatively low temperatures.

２つの酵素が含まれていました

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

研究者たちはこれらのプラスチック消化酵素を コーディングする遺伝子を分離し

allowing other bioengineers to combine and improve the pair—

他の生体工学者たちに その一対を結合・改良させ

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

６倍の速さでPETを分解することができる スーパー酵素を生成しました

Even with this boost,

ただ この速度でもってしても

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

研究室で生成されたこれらの酵素は 薄いPETフィルムの分解に未だ数週間を要し

and they operated best at temperatures below 40˚C.

その分解の最適温度は40˚C以下でした

However, another group of scientists in Japan had been researching

しかし 他の日本の科学者グループが

bacterial enzymes adapted to high temperature environments

堆肥の山のような高温環境に適応する バクテリア酵素を

like compost piles.

研究していました

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

そして 腐敗した葉や枝が積まれた 特に温かい山の中に

they found gene sequences for powerful degrading enzymes

葉枝堆肥クチナーゼとして知られる 強力な分解酵素の遺伝子配列を

known as Leaf Branch Compost Cutinases.

発見したのです

Using fast-growing microorganisms,

そして急成長する微生物を用いて

other researchers were able to genetically engineer

他の研究者たちがこれらの酵素を

high quantities of these enzymes.

大量に遺伝子操作することを可能にしました

They then enhanced and selected special variants of the Cutinases

それから PET ポリマーを弱らせ 消化可能にする70˚Cの高温に届く環境で

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

PETプラスチックを分解することができる

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

ある特定のクチナーゼの変異体を 亢進・選択しました

With the help of these and other tiny diehards,

これらの微生物や 他の丈夫な微生物のおかげで

the future of PET recycling looks promising.

PETリサイクルの未来は明るく見えます

But PET is just one type of plastic.

しかしPETだけが プラスチックではありません

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

130˚Cよりも遥かに高温でしか 分解し始めることがない

including abundant PEs and PPs

大量のPEやPPを含む

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

他の全ての種類において 生分解する方法がまだ必要です

Researchers don’t currently know of any microbes or enzymes

現在 そのような温度に 十分に耐えうる微生物や酵素を

tough enough to tolerate such temperatures.

研究者たちは知りません

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

そのため 今日において これらのプラスチックに対処する方法は

is through energy-intensive physical and chemical processes.

主に大量なエネルギーを消費する 物理的・化学的処理によるものです

Today only a small fraction of plasticwaste

現在は 少量のプラスチック廃棄物しか

can be biologically degraded by microbes.

微生物による生分解ができないのです

Researchers are looking for more heat-tolerant plastivores

研究者たちは今も地球上の 最も厳しい環境で耐熱性を持つ

in the planet’s most hostile environments

プラスチック消化生物を更に探求し

and engineering better plastivorous enzymes in the lab.

より優れたプラスチック分解酵素を 研究室で設計しています

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

しかし膨大なゴミの処理をこれらの 小さき助け人たちだけに頼ることはできません

We need to completely rethink our relationship with plastics,

プラスチックとの関係を全面的に見直し

make better use of existing plastics,

既に作られたプラスチックをより良く使い

and stopproducing more of the same.

同じ物をこれ以上製造しないように しなければなりません

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

そして 今後増えゆく プラスチック消化生物たちが容易に分解可能な

that our growing entourage of plastivores can easily break down.

環境に優しいポリマーを 開発することが早急に求められています