استطاع فريق من الباحثين الأميركيين دمج أنزيمين مختلفين لتشكيل أنزيم فائق قادر على تفكيك البلاستيك، ونشرت الدراسة في دورية «بروسيدينجز أوف ذا ناشونال أكاديمي أوف ساينس» العلمية؛ أمس الإثنين.

استوحى الباحثون الفكرة من جراثيم  «Ideonella sakaiensis» الموجودة في القمامة والتي تفكك البلاستيك للحصول على الكربون والطاقة، وباستخدام نظام ثنائي الأنزيم، أول الأنزيمين هو «PETase» الذي يفكك مركب البولي إيثيلين تيريفثاليت «PET» الذي تصنع منه زجاجات المياه وغيرها من المنتجات البلاستيكية، والإنزيم الآخر «MHETase» الذي يسرع تفكيك هذه المركبات.

تساءل الباحثون عن إمكانية دمج هذين الأنزيمين في أنزيم واحد، مما يخلق فرصة لإعادة تدوير البلاستيك بلا حدود، وأيضاً الحد من التلوث البلاستيكي، والغازات المسببة للاحتباس الحراري.

يحتاج البلاستيك مئات السنين ليتحلل في التربة، ولكن أنزيم «PETase» المكتشف سابقاً يمكنه تقصير هذه الفترة إلى أيام، فهو يسرع عملية تفكيك البلاستيك إلى 20٪ تقريباً لكنه ليس سريعاً كفاية لجعل العملية قابلة للتطبيق تجارياً، لكن دمج الأنزيمين معاً يُحدث تحسينات أكبر بكثير ويضاعف سرعة تفكك البلاستيك بمقدار 3 مرات أخرى، لتصبح سرعة تفكك البلاستيك أكثر بـ 6 مرات فيما لو تركت النفايات البلاستيكية تتفكك بمفردها في التربة، ما يعني أنه تم اتخاذ قفزة أخرى إلى الأمام نحو إيجاد حل للنفايات البلاستيكية. وقال الباحثون أنه يمكن أن يتوفر الأنزيم تجارياً في غضون عام أو عامين.

استخدم الباحثون مصدر ضوء ماسي، يستخدم حزماً مكثفة من الأشعة السينية وهو أكثر سطوعاً من الشمس بعشرة مليارات مرة ليعمل كمجهر قوي بما يكفي لرؤية الذرات، سمح ذلك للفريق بحل البنية ثلاثية الأبعاد لإنزيم «MHETase»، ومنحهم المخططات الجزيئية لبدء هندسة نظام إنزيمي أسرع.

يعمل الأنزيم المدمج الجديد على هضم البلاستيك، وإعادته إلى وحدات بنائه الأصلية. يتيح ذلك تصنيع البلاستيك وإعادة استخدامه إلى ما لا نهاية، مما يقلل من اعتمادنا على الموارد الأحفورية مثل النفط والغاز.