O echipă de cercetători de la Universitatea din Konstanz (Germania) a descoperit o enzimă bacteriană capabilă să descompună anumite tipuri de bioplastic. Totuși, ceea ce trebuia să fie o veste exclusiv pozitivă pentru mediu vine la pachet cu un avertisment: aceeași enzimă are capacitatea de a distruge penicilina și ampicilina, amplificând riscurile de rezistență la antibiotice.
Descoperirea a pornit de la un experiment derulat în grădina botanică a Universității din Konstanz. Cercetătorii au îngropat bucăți dintr-un plastic biodegradabil numit poliester alifatic cu lanț lung (LCAP) la o adâncime de 10 centimetri în solul pădurii. După aproximativ un an, deși la prima vedere foliile păreau intacte, microscopul electronic a dezvăluit micro-orificii de dimensiunea și forma celulelor bacteriene.
Enzima „Pac-Man” și modul ei unic de acțiune
Cercetătorii au identificat că o enzimă numită LCPH1 (Long-Chain Polyester Hydrolase 1) este responsabilă pentru această descompunere. Spre deosebire de alte enzime eliberate direct în mediu, LCPH1 rămâne ancorată de membrana bacteriană. Această adaptare le permite bacteriilor să „roadă” plasticul fix la punctul de contact, absorbind imediat nutrienții fără a-i pierde în favoarea altor organisme din sol.
Atunci când i-au analizat structura tridimensională, oamenii de știință au observat că situl activ al enzimei are o deschidere invazivă și largă, amintind de faimosul personaj din jocurile video — motiv pentru care a primit porecla de enzima „Pac-Man”.
A doua abilitate: Anihilarea antibioticelor
Analizele mai detaliate ale structurii enzimei LCPH1 au scos la iveală o asemănare surprinzătoare cu beta-lactamazele — o clasă de enzime folosite de bacterii pentru a neutraliza antibioticele din familia beta-lactamice (cum ar fi penicilina sau ampicilina).
În cadrul testelor de laborator, varianta solubilă a enzimei LCPH1 a fost capabilă să distrugă aproape complet penicilina G în decurs de 24 de ore și să anuleze efectul ampicilinei asupra culturilor bacteriene.
Această funcție dublă le oferă bacteriilor un avantaj dublu pe piața supraviețuirii:
-
Hrănire: Pot folosi plasticul ca sursă de energie.
-
Apărare: Pot neutraliza antibioticele din mediul înconjurător înainte ca acestea să le afecteze.
Ce înseamnă acest lucru pentru mediu și sănătatea publică?
Descoperirea aduce un nou unghi de analiză asupra așa-numitei „plastisfere” — comunitățile de microorganisme care se dezvoltă pe deșeurile de plastic din natură. Cercetătorii observaseră deja că suprafețele din plastic adăpostesc o concentrație ridicată de gene de rezistență la antibiotice, iar LCPH1 oferă o explicație biochimică pentru modul în care utilizarea plasticului și rezistența bacteriilor pot fi interconectate.
Oamenii de știință subliniază însă că această enzimă nu este o soluție magică împotriva poluanților plastici convenționali (cum este polietilena de înaltă densitate – HDPE), care rămân aproape neafectați. De asemenea, existența unor astfel de enzime nu justifică abandonarea bioplasticelor în natură, procesul de degradare fiind totuși lent și dependent de condițiile de mediu.
Studiul, publicat în revista The ISME Journal, deschide noi direcții de cercetare privind modul în care deșeurile create de om influențează evoluția și adaptarea microbiomului global.
