Plastikle Beslenen Okyanus Bakteri.

Bilim İnsanları, Plastikle Beslenen Okyanus Bakterisi Keşfetti

Plastik Yiyen Bakteriler

PETaz enzimlerinde M5 motifine sahip olan bakteriler, plastikle beslenebiliyor; bu özellik artık dünyanın okyanuslarında yaygın şekilde görülüyor. Kaynak: 2025 KAUST

Yeni keşfedilen bir enzim motif, okyanus mikroplarının plastiği sindirmek için nasıl evrimleştiğini ortaya koyuyor ve bu, gelecekteki temizleme çabalarına yardımcı olabilir.

Okyanusun derinliklerinde gizlenen bilim insanları, enzimleriyle plastik tüketebilen ve evrimi insanlığın atıklarıyla şekillenmiş deniz bakterileri keşfetti.

KAUST’taki araştırmacıların yaptığı küresel bir çalışmaya göre, bu mikroskobik geri dönüştürücüler sadece bol miktarda bulunmakla kalmıyor, aynı zamanda içecek şişeleri ve kumaşlar gibi ürünlerde kullanılan sert plastik polietilen tereftalat’ı (PET) parçalamak için genetik olarak uyum sağlamış durumda.

Bu yeteneklerinin anahtarı, PETaz enziminin ayırt edici bir yapısal özelliğinde yatıyor. Bu tanımlayıcı işaret, M5 motifi olarak bilinir ve enzimin plastik yeme gücünün moleküler bir imzası görevi görür.

Deniz ekoloğu ve çalışmanın eş lideri Carlos Duarte, “M5 motifi, bir PETaz enziminin ne zaman işlevsel ve PET plastiği parçalayabilir durumda olduğunu bize söyleyen bir parmak izi gibi davranıyor” açıklamasını yapıyor. “Bu keşif, bu enzimlerin diğer hidrokarbon parçalayıcı enzimlerden nasıl evrimleştiğini anlamamıza yardımcı oluyor. Okyanusta, karbonun kıt olduğu yerlerde, mikroplar bu yeni, insan yapımı karbon kaynağından yararlanmak için bu enzimleri ince ayarlamış gibi görünüyor: plastik.”

Yok Edilemez Plastikten Mikrobiyal Ziyafete

Yıllarca bilim insanları, PET’in doğal olarak parçalanamayacağına inanıyordu. Bu görüş, 2016’da plastik atıklar üzerinde gelişen, bir Japon geri dönüşüm tesisinde yaşayan bir bakteri türü tespit edildiğinde değişmeye başladı. Bu organizma, PET’i temel yapı taşlarına ayırabilen PETaz adı verilen bir enzim geliştirmişti.

Ancak bilim insanları, okyanusta yaşayan mikropların benzer enzimler evrimleştirip evrimleştirmediğinden hala emin değildi.

Yapay zeka destekli yapısal modelleme, kapsamlı genetik analiz ve laboratuvar testlerinin birleşimiyle Duarte ve ekibi, M5 motifi adı verilen belirli bir özelliğin, gerçek PET parçalayan mikropları, onlara sadece benzeyenlerden ayırt ettiğini keşfetti. Tam motife sahip deniz bakterileri, laboratuvarda PET’i verimli bir şekilde parçalayabildi. Daha ileri gen ifadesi çalışmaları, M5-PETaz genlerinin, özellikle plastikle yoğun şekilde kirlenmiş bölgelerde olmak üzere okyanuslar boyunca oldukça aktif olduğunu gösterdi.

Bu enzimlerin küresel yayılımını haritalandırmak için ekip, yedi denizden alınan 400’den fazla okyanus örneğini analiz etti ve test edilen suların neredeyse %80’inde, M5 motifine sahip işlevsel versiyonlar buldu – çöp yoğun yüzey girdaplarından, iki kilometre aşağıdaki besin açısından fakir derinliklere kadar. Sonuncusunda, sentetik karbonu atıştırmalık olarak tüketme yeteneğinin hayati bir avantaj sağlayabileceği, çalışmanın eş liderliğini yapan kıdemli biyoenformatik araştırmacısı Intikhab Alam’a göre belirtiliyor.

İnsan Kirliliğine Karşı Yavaş Bir Doğal Tepki

Ekolojik olarak, bu enzimlerin yükselişi, insanlığın gezegeni kirletmesine karşı erken bir mikrobiyal tepkinin sinyalini veriyor.

Duarte, doğanın temizlik ekibinin denizleri kurtarmak için çok yavaş çalıştığı konusunda uyarıyor: “Plastikler derin denize ulaştığında, deniz yaşamına ve insan tüketicilere yönelik riskler zaten gerçekleşmiş oluyor” diyor.

Ancak karada, bu keşif, kapalı döngü geri dönüşüm için endüstriyel enzim tasarımını hızlandırabilir. Duarte, “Derin denizde kendiliğinden evrimleşen PET parçalayıcı enzimlerin çeşitliliği, arıtma tesislerinde ve nihayetinde evlerde plastikleri verimli bir şekilde parçalamak için kullanılmak üzere laboratuvarda optimize edilecek modeller sağlıyor” notunu düşüyor.

Bu amaçla, M5 motifi artık, sadece bir test tüpünde değil, gerçek dünya koşullarında önemli olan yapısal ayarlamaları belirleyerek taslağı sunuyor. Bilim insanları bu ayarlamalardan yararlanabilirse -dünya plastik karmaşasını temizlemenin yollarını ararken- derinliklerde beklenmedik müttefikler bulabilirler: atığı öğle yemeğine dönüştüren bakteriler.

Kaynak. SciTechDaliy
*King Abdullah Bilim ve Teknoloji Üniversitesi (KAUST)
Haber Veriyoruz