Dans les profondeurs océaniques de toute la planète, une force silencieuse et minime de travail se multiplie. Fils de bactéries marines avec des enzymes capables de décomposer le plastiqueun phénomène d'évolution qui semble avoir été moulé par l'inondation de déchets synthétiques que l'humanité a arrojado al mar.
Un studio international, dirigé par des chercheurs de l'Université de sciences et technologies King Abdullah, a révélé que Ces microbiens recyclés ne sont que largement distribués, mais ils sont préparés génétiquement pour décomposer le matériau en polyéthylène. (PET), le polymère dur qui se trouve dans les bouteilles de vêtements et textiles.
La clé de votre capacité réside dans une espèce de produit structurel dans l'enzyme hydraulique, connue comme PETasa : ce que les experts dénominent 'motif M5'. « Le motif M5 agit comme une coque dactilaire qui indique qu'un PETasa est fonctionnel, capable de décomposer le plastique PET », explique Carlos Duarte, écologique marin et directeur de l'étude.
L’espérance est arrivée en 2016
La découverte aide à comprendre comment ces enzymes ont évolué à partir d'autres qui dégradent les hidrocarbures. Oui, dans l'océan, lorsque le carbone est évaporé, les microbios parecen ont voulu ces enzymes pour aprovechar cette nouvelle source de carbone d'origine humaine : le plastique.
Pendant beaucoup de temps, le PET est considéré comme pratiquement indestructible. L'espérance est arrivée en 2016, lorsque l'on a découvert une bactérie prospérant dans des résidus plastiques dans une usine de recyclage du Japon. Ce micro-organisme a développé une enzyme – une PETasa – capable de décomposer le plastique dans ses pièces constitutives.
La présence de plastiques dans les océans est l'un des problèmes de contamination les plus graves. / Unsplash
Mais si des enzymes similaires ont évolué dans la mer, il y a maintenant une question ouverte. En utilisant l'intelligence artificielle, la création génétique à grande échelle et les expériences de laboratoire, l'équipe de Duarte a démontré que le motif M5 est celui qui se sépare des 'dévoreurs de PET' d'enzymes avec des similitudes biochimiques mais inefficaces.
Une vente cruciale
Les bactéries marines qui portent le motif sont complètement enregistrées pour décomposer le PET dans les expériences de laboratoire. En outre, l'analyse de l'activité génétique a confirmé que les gènes de la PETasa avec le motif M5 sont actifs dans les océans du monde, en particulier dans les eaux à haute concentration de plastique.
Pour cartographier la dispersion mondiale de ces enzymes, l'équipe a analysé plus de 400 millions d'océans de chaque côté des juments, trouvé versions fonctionnelles avec le motif M5 et casi el 80% de l'eau analyséedes zones superficielles riches en basura jusqu'aux profondeurs privées de nutriments sur deux kilomètres de profondeur.
Et c'est la dernière, la capacité alimentaire en carbone synthétique confère une offre cruciale pour la survieselon Intikhab Alam, responsable de l'étude. Sans embargo, Duarte alerte que l'équipement de nettoyage fonctionne trop longtemps pour rescatar les océans.
Activité dégradée
« Quando los plásticos llegan al mar profundo, los riesgos para la vida marina y los consumidores humanos ya se han matérializado »affirme Duarte. Un seul espoir, le processus naturel est insignifiant comparé au volume de plastique que je vais à la mer chaque année.
Cultivateur de Pseudomonas aeruginosa. / Dim14916
L'étude, publiée dans 'The ISME Journal', détaille comment l'algorithme développé permet de distinguer les PETasas fonctionnelles des appels 'pseudo-PETasas', des enzymes similaires qui veillent à l'efficacité catalistique nécessaire pour dégrader le PET dans les conditions ambiantes.
La vérification expérimentale est contundente : seul les enzymes avec le motif M5 montrent complètement l'activité dégradée tanto en films comme en granulés de PET. Dans le laboratoire, son efficacité atteint entre un 25 % et un 50 % de l'enzyme originale découverte au Japon.
La confirmation définitive
Mais la confirmation définitive llegó avec les expériences en vivo. Dans le microcosme qui simule des conditions marines, seule la peau bactérienne ISS-1242, qui porte un PETasa avec le motif M5 complet, montre une dégradation significative des films de PET.
Cette bactérie, perteneciente al orden Pseudomonadalespermet de coloniser la surface du plastique, d'adhérer et de générer des érosions, des cavités et des fissures visibles au microscope. Curieusement, il y a une différence entre les bactéries japonaises, Ces marinas n'utilisent pas le PET comme source de carbone unique, ce qui suggère que la dégradation complète dans l'environnement naturel nécessite probablement un apport de microbiotes travaillant en synergie..
En effet, l'analyse montre que les gènes d'une autre enzyme clé, la MHETasa, qui traite les sous-produits de la dégradation du PET, sont également distribués dans les communautés microbiennes, appuyant l'idée d'un travail en équipe pour enlever le plastique.
Una gaviota buscando alimento entre desechos plasticos. / Pixabay
Une porte espérée
La distribution de ces bactéries recyclées n’est pas homogène au niveau mondial. Son abondance est maximale dans la zone batipélagique, entre les 1 000 et 2 000 mètres de profondeur, ainsi que dans les eaux superficielles des régions à forte contamination plastique, comme les côtes de l'Amérique du Sud, de l'Afrique du Sud et de l'océan indien.
Il existe également une corrélation estadísticamente significative entre la concentration de plastique dans la surface et l'abondance des gènes M5-PETasa dans la colonne d'eau, ce qui répond à l'hypotèse de ce la pression sélective exercée par ce contaminant est à l'origine de l'évolution de ces enzymes.
Dans tout ce cas, les scientifiques sont catégoriques au signal que ce n’est pas une solution définitive à la crise du plastique. La vitesse de dégradation naturelle est beaucoup plus lente que le rythme de contamination. Pas d'obstacle, la découverte du motif M5 et la validation de sa fonction s'ouvrent une porte espérée sur le terrain de la bioremédiation et du recyclage.
« La gamme d'enzymes qui dégradent le PET a évolué spontanément dans les profondeurs de la mer en proportion des modèles qui peuvent être optimisés en laboratoire pour votre utilisation dans la dégradation efficace des plastiques dans les usines de traitement et, éventuellement, dans les maisons », conclut Duarte.
