Opphopning av plastavfall er et stort, globalt problem. Flere forskere har forsøkt å finne enzymer i naturen som kan bryte ned plasten. Et slik funn ble publisert som banebrytende forskning i 2022, men nå har et forskerteam fra Norge og USA vist at disse påstandene var feil. Den nye studien er publisert i det anerkjente tidsskriftet Nature Communications.
Noen syntetiske materialer er svært stabile og kan vedvare i naturen i hundrevis av år. Dette gjelder spesielt for plastprodukter basert på «karbon-karbon-bindinger», som polyetylen eller poly(vinylklorid). Disse plasttypene er mye brukt, men de er vanskelige å resirkulere uten tap av kvalitet. Dermed blir mesteparten av avfallet, som utgjør nærmere 200 millioner tonn per år på verdensbasis, enten forbrent eller deponert på søppelfyllinger.
I 2022 rapporterte to banebrytende forskningsartikler oppdagelsen av enzymer i naturen som kan bryte ned disse plasttypene. Ett av disse nye enzymene, kalt "Ceres", ble funnet i spyttet til larvene til voksmøllen og viste seg å kunne bryte ned polyetylen. Det andre enzymet ble oppdaget i bakteriene i tarmen til en annen insektart kalt hærorm. Enzymer som disse kunne innebære et paradigmeskifte, og man så for seg at de på sikt kunne brukes til resirkulering av plast på en miljøvennlig og effektiv måte.
Fikk ikke samme resultat
En internasjonal forskergruppe fra Norge og USA ønsket å ta en nærmere titt på de lovende enzymene. Ledet av professor Gustav Vaaje-Kolstad fra NMBU, forsøkte de å gjenskape de to studiene. Arbeidet viste at de tidligere påstandene var feil. Resultatene ble publisert i Nature Communications 1.oktober 2024.
I forsøket på å gjenskape studiene fra 2022, fant det norsk-amerikanske forskerteamet at ingen av de angitte plasttypene ble brutt ned av de to enzymene.
Ved å grave dypere i dataene, kunne Vaaje-Kolstads team også forklare hvordan og hvorfor de originale observasjonene kan ha blitt feiltolket. For eksempel viste teamet at en type analyse med infrarødt lys som ble presentert i de tidligere studiene, har vært påvirket av faktorer som forurenset prøvene. Disse forurensningene produserte signaler som var svært lik de signalene man forventer fra plast som har blitt endret av enzymer. Dette førte til feil konklusjoner og påstander.
Jobber med nye enzymer
– Ideen om at noen enzymer kan være i stand til å bryte ned disse plasttypene, er ikke ny. Forskere har lett etter slike enzymer i mer enn tjue år, sier Vaaje-Kolstad.
– Vår studie viser at letingen etter naturlige løsninger på plastkrisen ikke har vært vellykket ennå, sier han.
Han understreker at selv om det om resultatene har vært noe skuffende er han fremdeles optimistisk.
– Vi jobber i dag med nye enzymsystemer som faktisk kan få jobben gjort, sier Vaaje-Kolstad.
Han ser for seg at en viktig strategi for å håndtere problemet med polyetylen-forurensning vil være å lage en ny generasjon polyetylen-lignende plastmaterialer som kan inkludere en liten andel svakere kjemiske bindinger, som lettere lar seg bryte ned av enzymer som finnes i naturen.
Kilder:
- Stepnov, A.A., Lopez-Tavera, E., Klauer, R. et al. Revisiting the activity of two poly(vinyl chloride)- and polyethylene-degrading enzymes. Nat Commun 15, 8501 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-52665-z
- Zhang, Z., Peng, H., Yang, D. et al. Polyvinyl chloride degradation by a bacterium isolated from the gut of insect larvae. Nat Commun 13, 5360 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-32903-y
- Sanluis-Verdes, A., Colomer-Vidal, P., Rodriguez-Ventura, F. et al. Wax worm saliva and the enzymes therein are the key to polyethylene degradation by Galleria mellonella. Nat Commun 13, 5568 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-33127-w
FORSKNINGSPROSJEKT:
Enzyclic
Enzyclic-prosjektet sikter mot å utvikle nye teknologier for enzymatisk resirkulering av plastavfall
Prosjektleder er Gustav Vaaje-Kolstad
Les mer på nettsiden til prosjektet