Gigantische Entdeckung: Forscher haben Mikroben im Meer entdeckt, welche mit ihren Enzymen Kunststoff abbauen.
Jedes Jahr landen Millionen Tonnen Kunststoff in den Weltmeeren. Bisher galt das Material als unzerstörbar. Nun haben Forscher der King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) Mikroben entdeckt, die Kunststoffe abbauen können.
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Diese Mikroben besitzen Enzyme, die Kunststoffe wie PET zersetzen können, also jener Plastik, aus dem Getränkeflaschen, Verpackungen und Textilfasern bestehen. Die Studie belegt, wie weit die Anpassung ist.
80 Prozent der Proben mit dem Enzym
In der Forschungsarbeit untersuchten die Wissenschaftler 415 Proben aus allen Ozeanen. Die Proben stammten von der Oberfläche bis in 4000 Metern Tiefe. In rund 80 Prozent der Proben fanden die Forscher genetische Spuren von diesen Enzymen. Am häufigsten traten sie dort auf, wo sich viel Müll befand.
Die Forscher nannten das Enzym PETasen. 2016 wurde ein ähnliches Enzym in einer Recyclinganlage in Japan entdeckt. Die Meeresvariante unterscheidet sich in ihrer Struktur. Dabei funktionieren sie. Das Forscherteam konnte mithilfe von Künstlicher Intelligenz jene Varianten herausfiltern, welche tatsächlich die Enzyme besitzen.
"M5-Motiv" wichtig für den Abbau
Für die Zersetzung ist ein bestimmtes Strukturmerkmal verantwortlich. Die Forscher nennen dies "M5-Motiv" und markieren jene Enzyme, die tatsächlich in der Lage sind, Kunststoffe zu zersetzen. Carlos Duarte, Meeresökologe und Mitautor der Studie, sagt: "Das M5-Motiv wirkt wie ein Fingerabdruck, der uns zeigt, wann ein Enzym wirklich Plastik abbauen kann".
Im Labor stellten er und sein Team fest, dass nur Enzyme mit dem M5-Motiv Plastikproben zersetzen konnten. Sie hinterließen mikroskopische Rillen und setzten chemische Abbauprodukte frei. Mikroben ohne dieses Motiv hatten keinen Einfluss.
"Mini-Meer" im Labor
Die Forscher simulierten im Labor die natürliche Umgebung der Mikroben, eine Art "Mini-Meer". Damit konnten sie sicher gehen, dass die Enzyme auch in der Natur aktiv sind. Im Labor beobachteten sie, wie sich sogenannte Halopseudomonas auf dem Plastik ansiedeln und es langsam abbauen.
Nach 85 Tagen hatten die Forscher rund 2,7 Prozent Masseverlust gemessen. Der Prozess funktioniert, aber sehr langsam. Die Mikroben können sich nicht nur von Plastik ernähren und brauchen andere Nährstoffe, um effektiv zu arbeiten.
Verfahren effizienter
Duarte warnt trotz des Ergebnisses: "Bis der Abbauprozess überhaupt in Gang kommt, hat der Kunststoff schon Schaden angerichtet – an Meereslebewesen und letztlich auch am Menschen". Die Mikroben brauchen zu lange, die gewaltige Menge an Plastik abzubauen, so die Forscher.
Doch den Wissenschaftlern ist in Labors schon gelungen, die Enzymvariante effizienter zu machen. Damit hoffen die Forscher in der Zukunft, das Recyclingverfahren zu verbessern.
