පර්යේෂකයන් විසින් අපගේ වඩාත් බහුලව දූෂිත වන සමහරක් ජීර්ණය කර පරිභෝජනය කළ හැකි එන්සයිමයක් හඳුනාගෙන සැලසුම් කර ඇත ප්ලාස්ටික් ප්රතිචක්රීකරණය සහ සටන් සඳහා බලාපොරොත්තුවක් ලබා දීම දූෂණය
දූෂණය කරනවා ප්ලාස්ටික් ප්ලාස්ටික් ස්වරූපයෙන් ලොව පුරා ඇති විශාලතම පාරිසරික අභියෝගයයි දූෂණය මෙම ගැටලුවට ප්රශස්ත විසඳුමක් තවමත් නොපැහැදිලිව පවතී. බොහෝ ප්ලාස්ටික් බලශක්ති-දැඩි තාක්ෂණික ක්රම භාවිතයෙන් නිස්සාරණය කර සකස් කරන ලද පුනර්ජනනීය නොවන සම්පත් වන ඛනිජ තෙල් හෝ ස්වාභාවික වායු වලින් සාදා ඇත. මේ අනුව, ඒවායේ නිෂ්පාදනය සහ නිෂ්පාදනය බිඳෙනසුලු පරිසර පද්ධති සඳහා ඉතා විනාශකාරී වේ. ප්ලාස්ටික් විනාශ කිරීම (බොහෝ විට පුළුස්සා දැමීමෙන්) වාතයට හේතු වේ, ජලය හා ඉඩම් දූෂණය. පසුගිය වසර 79 තුළ නිෂ්පාදනය කරන ලද ප්ලාස්ටික් වලින් සියයට 70 ක් පමණ කුණු ගොඩකිරීම්වලට හෝ සාමාන්ය පරිසරයට ඉවත දමා ඇති අතර ඉතිරිය දහනය කර ප්රතිචක්රීකරණය කර ඇත්තේ සියයට නවයක් පමණ පමණි. මෙම පුළුස්සා දැමීමේ ක්රියාවලිය පිළිකා ඇති කරන ද්රව්ය ඇතුළු විෂ රසායනික ද්රව්යවලට අවදානමට ලක්විය හැකි කම්කරුවන් නිරාවරණය කරයි. සාගරවල ක්ෂුද්ර ප්ලාස්ටික් අංශු ට්රිලියන 51 ක් පමණ අඩංගු වන අතර සාගර ජීවීන් ක්රමයෙන් ක්ෂය වෙමින් පවතී. සමහර ප්ලාස්ටික් ක්ෂුද්ර අංශු වාතයට ගසාගෙන යයි දූෂණය අපි ඒවා ආශ්වාස කිරීම සැබෑ සම්භාවිතාවකි. අපේ සුන්දර සාගරවල, වාතයේ පාවෙන සහ අපේ වටිනා ඉඩම්වලට බැහැර කරන විශාල ප්ලාස්ටික් අපද්රව්ය සමඟ ප්ලාස්ටික් පැමිණීම සහ ජනප්රියත්වය යම් දිනක බරක් බවට පත්වනු ඇතැයි 1960 ගණන්වල කිසිවෙකුට අනාවැකි කිව නොහැක.
ප්ලාස්ටික් ඇසුරුම්කරණය යනු ප්ලාස්ටික් වල විශාලතම තර්ජනය සහ වඩාත්ම දූෂිත භාවිතයයි. නමුත් ගැටලුව වන්නේ ප්ලාස්ටික් බෑගය සෑම තැනකම තිබීම, සෑම කුඩා කටයුත්තකටම භාවිතා කිරීම සහ එහි භාවිතය පාලනය නොකිරීමයි. මෙවැනි කෘත්රිම ප්ලාස්ටික් ජෛව හායනය නොවන අතර, ඒ වෙනුවට කුණු ගොඩවල්වල වාඩි වී එකතු වී පරිසරයට දායක වේ. දූෂණය. "සම්පූර්ණ ප්ලාස්ටික් තහනම" සඳහා මුල පිරීම් ඇත, විශේෂයෙන් ඇසුරුම්වල භාවිතා කරන ෙපොලිස්ටිරින්. කෙසේ වෙතත්, ප්ලාස්ටික් තවමත් ගොඩබිම, වාතය සහ ජලය තුළ සෑම තැනකම පවතින අතර දිනෙන් දින වර්ධනය වන බැවින් මෙය අපේක්ෂිත ප්රතිඵලවලට මග පාදන්නේ නැත. ප්ලාස්ටික් සෑම විටම පියවි ඇසට නොපෙනෙන නමුත් එය සෑම තැනකම ඇති බව පැවසීම ආරක්ෂිතයි! ප්ලාස්ටික් ද්රව්ය ප්රතිචක්රීකරණය කිරීම සහ බැහැර කිරීමේ ගැටලුව විසඳීමට අපට නොහැකි වීම කනගාටුවට කරුණකි.
ප්රකාශයට පත් කළ අධ්යයනයක දී ඇමරිකා එක්සත් ජනපදයේ ජාතික විද්යා ඇකඩමියේ ක්රියාදාමයන්, පර්යේෂකයන් දන්නා ස්වභාවික සොයා ගෙන ඇත එන්සයිමය ප්ලාස්ටික් මත පෝෂණය වන. ජපානයේ මධ්යස්ථානයක ප්රතිචක්රීකරණය සඳහා යාමට සූදානම්ව අපද්රව්ය තුළ තිබී සොයාගත් එන්සයිමයක ව්යුහය පරීක්ෂා කිරීමේදී මෙය අහඹු ලෙස සොයා ගැනීමකි. Ideonella sakaiensis 201-F6 නම් මෙම එන්සයිමය, ප්ලාස්ටික් බෝතල් ටොන් මිලියන ගණනක බහුලව භාවිතා වන පේටන්ට් ප්ලාස්ටික් PET හෝ polyethylene terephthalate "කන්න" හෝ "පෝෂණය" කිරීමට සමත් වේ. එන්සයිමය මූලික වශයෙන් බැක්ටීරියාව ඔවුන්ගේ ආහාර ප්රභවය ලෙස ප්ලාස්ටික් හායනය කිරීමට ඉඩ දුන්නේය. PET සඳහා දැනට ප්රතිචක්රීකරණ විසඳුම් නොමැති අතර PET වලින් සාදන ලද ප්ලාස්ටික් බෝතල් වසර සිය ගණනකට වැඩි කාලයක් පරිසරයේ පවතී. පෝර්ට්ස්මූත් විශ්ව විද්යාලයේ සහ එක්සත් ජනපදයේ බලශක්ති දෙපාර්තමේන්තුවේ ජාතික පුනර්ජනනීය බලශක්ති රසායනාගාරයේ (NREL) කණ්ඩායම් විසින් මෙහෙයවන ලද මෙම අධ්යයනය ඉමහත් බලාපොරොත්තුවක් ජනනය කර ඇත.
මුල් ඉලක්කය වූයේ මෙම ස්වභාවික එන්සයිමයේ (PETase ලෙස හඳුන්වන) ත්රිමාන ස්ඵටික ව්යුහය නිර්ණය කිරීම සහ මෙම එන්සයිමය නිවැරදිව ක්රියා කරන ආකාරය තේරුම් ගැනීමට මෙම තොරතුරු භාවිතා කිරීමයි. ව්යුහය පැහැදිලි කිරීමට සහ තනි පරමාණු බැලීමට ඔවුන් සූර්යයාට වඩා බිලියන 10 ගුණයකින් දීප්තිමත් X-කිරණවල තීව්ර කදම්භයක් භාවිතා කළහ. එවැනි බලගතු කදම්භ මගින් එන්සයිමයේ අභ්යන්තර ක්රියාකාරිත්වය අවබෝධ කර ගැනීමට හැකි වූ අතර වේගවත් හා වඩා කාර්යක්ෂම එන්සයිම ඉන්ජිනේරු කිරීමට හැකි වන පරිදි නිවැරදි සැලැස්මක් ලබා දුන්නේය. PETase හි විශේෂ ලක්ෂණයක් සහ වඩාත් “විවෘත” ක්රියාකාරී වෙබ් අඩවියක් ඇති අතර, (ස්වාභාවික ඒවා වෙනුවට) ඒවා සඳහා ඉඩ සැලසේ යැයි සැලකෙන PETase යනු cutinase නම් තවත් එන්සයිමයකට බෙහෙවින් සමාන බව අනාවරණය විය. මෙම වෙනස්කම් ක්ෂණිකව පෙන්නුම් කළේ PET-අන්තර්ගත පරිසරයක් තුළ PETase වඩාත් පරිණාමය විය හැකි අතර එමඟින් PET පිරිහීමට ලක්විය හැකි බවයි. ඔවුන් PETase සක්රීය අඩවිය එය cutinase ලෙස පෙනෙන පරිදි විකෘති කර ඇත. ඉන්පසුව සිදුවූයේ සම්පූර්ණයෙන්ම අනපේක්ෂිත ප්රතිඵලයකි, PETase mutant ස්වභාවික PETase වලටත් වඩා හොඳින් PET පිරිහීමට සමත් විය. මේ අනුව, ස්වාභාවික එන්සයිමයේ හැකියාව අවබෝධ කර ගැනීමේ සහ වැඩිදියුණු කිරීමේ ක්රියාවලියේ දී, පර්යේෂකයන් අහම්බෙන් නව එන්සයිමයක් නිර්මාණය කිරීම අවසන් කරන ලද අතර එය PET බිඳ දැමීමේදී ස්වාභාවික එන්සයිමයට වඩා හොඳ විය. ප්ලාස්ටික්. මෙම එන්සයිමයට PET ප්ලාස්ටික් සඳහා ජෛව පාදක ආදේශකයක් වන පොලිඑතිලීන් ෆුරැන්ඩිකාර්බොක්සිලේට් හෝ PEF දිරාපත් විය හැක.මෙය PEF (Polyethylene Furanoate) හෝ PBS (Polybutylene succinate) වැනි අනෙකුත් උපස්ථරවලට විසඳුම් සෙවීමට බලාපොරොත්තුවක් ජනනය කළේය. එන්සයිම ඉංජිනේරු සහ පරිණාමය සඳහා වූ මෙවලම් තවදුරටත් වැඩිදියුණු කිරීම සඳහා අඛණ්ඩව යෙදිය හැකිය. පර්යේෂකයන් එන්සයිම වැඩිදියුණු කිරීමේ ක්රමයක් සොයමින් සිටින අතර එමඟින් එහි ක්රියාකාරිත්වය බලවත් මහා පරිමාණ කාර්මික සැකැස්මකට ඇතුළත් කළ හැකිය. ඉංජිනේරු ක්රියාවලිය දැනට ජෛව සේදීමේ ඩිටර්ජන්ට් හෝ ජෛව ඉන්ධන නිෂ්පාදනයේදී භාවිතා වන එන්සයිම වලට බොහෝ සෙයින් සමාන වේ. තාක්ෂණය පවතින අතර ඒ අනුව ඉදිරි වසරවලදී කාර්මික ශක්යතාව ළඟා කර ගත හැකිය.
මෙම අධ්යයනයේ සමහර පැති තේරුම් ගැනීමට වැඩිදුර පර්යේෂණ අවශ්ය වේ. පළමුව, එන්සයිමය විශාල ප්ලාස්ටික් කැබලි කුඩා කැබලිවලට කඩා දමයි, එබැවින් එය ප්ලාස්ටික් බෝතල් ප්රතිචක්රීකරණය කිරීමට සහාය වන නමුත් මෙම ප්ලාස්ටික් සියල්ල ප්රථමයෙන් ප්රතිසාධනය කළ යුතුය. මෙම "කුඩා" ප්ලාස්ටික් නැවත ලබා ගත් විට ඒවා නැවත ප්ලාස්ටික් බෝතල් බවට පත් කිරීමට භාවිතා කළ හැකිය. එන්සයිමයට ඇත්ත වශයෙන්ම පරිසරය තුළ "තමන්ම ගොස් ප්ලාස්ටික් සොයා ගැනීමට" නොහැකිය. එක් යෝජිත විකල්පයක් විය හැක්කේ මෙම එන්සයිමය අධික උෂ්ණත්වයට ඔරොත්තු දෙන අතරම වැඩි වේගයකින් ප්ලාස්ටික් බිඳ වැටීමට පටන් ගත හැකි බැක්ටීරියා කිහිපයක් තුළට සිටුවීමයි. එසේම, මෙම එන්සයිමයේ දිගුකාලීන බලපෑම තවමත් අවබෝධ කර ගත යුතුය.
ප්ලාස්ටික් අපද්රව්ය පාලනය කිරීම සඳහා එවැනි නව්ය විසඳුමක බලපෑම ගෝලීය පරිමාණයෙන් ඉතා ඉහළ වනු ඇත. ප්ලාස්ටික් ප්රශ්නයට විසඳුම් සෙවීමට අපි උත්සාහ කරන්නේ ප්ලාස්ටික් පැමිණි දා සිට ය. තනි ප්ලාස්ටික් භාවිතය තහනම් කිරීමට නීති පනවා ඇති අතර ප්රතිචක්රීකරණය කරන ලද ප්ලාස්ටික් දැන් සෑම තැනකම ප්රිය කරයි. සුපර් මාර්කට් වල ප්ලාස්ටික් බෑග් තහනම් කිරීම වැනි කුඩා පියවර පවා මාධ්ය පුරා ප්රචාරය වී ඇත. කාරණය නම්, අපි අපේ දේ ආරක්ෂා කර ගැනීමට අවශ්ය නම්, අපි ඉක්මනින් ක්රියා කළ යුතුය ග්රහ ප්ලාස්ටික් වලින් දූෂණය. අප අපගේ එදිනෙදා ජීවිතයේදී ප්රතිචක්රීකරණය අනුගමනය කළ යුතු වුවද, අපගේ දරුවන් ද එසේ කිරීමට දිරිමත් කළ යුතුය. අපගේ පුද්ගලික උත්සාහයන් සමඟ අත්වැල් බැඳ ගත හැකි හොඳ දිගුකාලීන විසඳුමක් අපට තවමත් අවශ්ය වේ. මෙම පර්යේෂණය අපගේ විශාලතම ගැටළු වලින් එකක් විසඳීම සඳහා ආරම්භයක් සනිටුහන් කරයි ග්රහ මුහුණ දෙයි.
***
ප්රභවය (ය)
හැරී පී සහ අල්. 2018. ප්ලාස්ටික් පිරිහෙන ඇරෝමැටික පොලියෙස්ටරේස් වල ලක්ෂණ සහ ඉංජිනේරු විද්යාව. ජාතික විද්යා ඇකඩමියේ ක්රියාදාමයන්. https://doi.org/10.1073/pnas.1718804115
***
