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PET-Flaschen im Müll

Ein Bakterium, das Plastik frisst

Berge von schwer abbaubarem Plastik sind ein massives ökologisches Problem, vor allem auch in den Weltmeeren. Nun haben japanische Forscher erstmals ein Bakterium gefunden, das einen weit verbreiteten Kunststoff zersetzt. Das gibt neue Hoffnung für die Sanierung belasteter Gebiete.

Umwelt 11.03.2016

Weltweit werden jährlich über 300 Millionen Tonnen Kunststoffe produziert. 56 Millionen Tonnen entfielen im Jahr 2013 auf Polyethylenterephthalat, kurz PET. Daraus werden unter anderem Plastikflaschen und -verpackungen erzeugt. Nur ein geringer Teil davon - ungefähr 14 Prozent - wird recycelt, riesige Mengen landen in der Umwelt, wo sie nur sehr langsam abgebaut werden. Bis eine Plastikflasche zersetzt ist, vergehen etwa 450 Jahre. Die Kunststoffe werden im Laufe der Zeit in immer kleinere Partikel zerrieben, die sich in der Nahrungskette ansammeln und so letztlich auch in den Menschen gelangen können.

Die Studie

"A bacterium that degrades and assimilates polyethylene terephthalate" von Shosuke Yoshida et al. in "Science" (online)

Kommentar zur Studie

"Feeding on plastic" von Uwe Bornscheuer in "Science" (online)

Bisher waren nur Pilze bekannt, die Plastik abbauen können. Eine Forschergruppe um Shosuke Yoshida vom Kyoto Institute of Technology fand nun aber auch ein Bakterium, das Plastik zersetzt. Die Forscher entnahmen einer Recyclinganlage für PET-Flaschen 250 Umweltproben - von Sedimenten, Böden, Abwasser und Aktivschlamm. Danach prüften sie im Labor, ob darin Mikroorganismen stecken, die einen dünnen PET-Film zersetzen können. In einer Sedimentprobe wurden sie dann schließlich fündig: Sie isolierten ein Bakterium, das sie Ideonella sakaiensis 201-F6 tauften.

Zwei Enzyme wirksam

Die Untersuchungen ergaben, dass dieses Bakterium nicht nur in Flüssigkeit zu finden ist, sondern auch direkt an Kunststoff. Die Bakterienzellen sind über kleine Anhänge miteinander verbunden und haften damit auch an der Oberfläche des Kunststofffilms. Die Forschungen zeigten, dass nach sechs Wochen bei 30 Grad Celsius hatten die Bakterien den Film vollständig aufgefuttert.

Plastikmüll: Gepresste PET-Flaschen

ASSOCIATED PRESS

Gepresste PET-Flaschen

Die Forscher identifizierten in einem nächsten Schritt zwei Enzyme, die den Abbau betreiben. Zunächst wandelt das Enzym ISF6_4831 PET in ein Zwischenprodukt um, das dann von einem weiteren Enzym, ISF6_0224, umgebaut wird. Am Ende bleiben Terephthalsäure und Glykol übrig. Beide Substanzen sind nicht giftig für die Umwelt.

Schnelle Evolution möglich

"Der Abbauprozess ist relativ langsam", schreibt Uwe Bornscheuer von der Universität Greifswald in einem Kommentar zu der Studie. Dennoch sei die Entdeckung vor allem mit Blick auf das PET-Recycling interessant. "Wenn die Terephthalsäure isoliert und wiederverwertet werden könnte, würde das erhebliche Einsparungen bedeuten bei der Produktion neuer Polymere ohne erdölbasierte Ausgangsmaterialien." Darüber hinaus könnten die Bakterien eingesetzt werden, um Plastik aus der Umwelt zu entfernen.

Ein weiterer Aspekt: Beide Enzyme waren bisher unbekannt, sie ähneln bekannten Enzymen auch nicht besonders. Die Gene für die Bildung der Enzyme werden hochreguliert, sobald die Bakterien mit PET in Kontakt kommen. Das deute darauf hin, dass ihre Hauptaufgabe im Abbau des Kunststoffs besteht. Dabei stellt sich auch die Frage, ob die Enzyme erst in den etwa 70 Jahren seit Nutzung der PET-Kunststoffe entstanden. Beispiele für eine solch schnelle natürliche Evolution seien rar, aber bekannt, so Bornscheuer.

science.ORF.at/APA/dpa

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