С помощью технологии машинного обучения ученые смогли обнаружить мутации и создать быстродействующий белок.
Этот белок может расщеплять строительные блоки полиэтилентерефталата (ПЭТ) синтетической смолы, используемой в волокнах пластмасс.
Пластмассы, которые используются в одежде и пищевой промышленности, составляют около 12%, заявили ученые.
Исследователи описали процесс расщепления пластмасс как «деполимеризация», и заявили, что катализатор разделяет строительные блоки ПЭТ на их исходные мономеры, которые можно заново превратить в первичный пластик и превратить в другие продукты.
Согласно результатам исследования, ферменты разрушили пластик за одну неделю. В то же время, естественное разложение пластика может длиться сотни лет.
«Когда у вас есть исходный мономер, вы как будто делаете новый пластик с нуля, с тем преимуществом, что вам не нужно использовать дополнительные нефтяные ресурсы», — заявил профессор химического машиностроения и автор исследования Хэл Альпер.
По его словам, пластик теряет ценность каждый раз, когда проходит процесс переработки из-за его сложности. Деполимеризация может гораздо дешевле и проще создавать первичный ПЭТ-пластик.
Ферменты, которые использовали ученые, получены из бактерий, встречающихся в природе и живущих на пластике в окружающей среде.
Исследователи назвали фермент FAST-PETase (аббревиатура от «функциональная, активная, стабильная и толерантная PETase») и определили его точную структуру с помощью машинного обучения.
Авторы исследования предполагают, что открытый фермент будет более масштабируемым, чем большинство других, и действительно поможет вв борьбе с глобальным кризисом пластмасс. Для этого фермент FAST-PETase должен стать «портативным и доступным в крупном промышленном масштабе».
Если это произойдет — ученые прогнозирует быструю и эффективную переработку «миллиардов тонн» отходов в окружающей среде.