{"id":109150,"date":"2022-05-10T07:19:00","date_gmt":"2022-05-10T05:19:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=109150"},"modified":"2022-05-09T12:39:17","modified_gmt":"2022-05-09T10:39:17","slug":"plastik-fressendes-enzym-konnte-milliarden-von-tonnen-deponieabfall-vermeiden","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/plastik-fressendes-enzym-konnte-milliarden-von-tonnen-deponieabfall-vermeiden\/","title":{"rendered":"Plastik fressendes Enzym k\u00f6nnte Milliarden von Tonnen Deponieabfall vermeiden"},"content":{"rendered":"\n\n\n<p>Eine Enzymvariante, die von Ingenieuren und Wissenschaftlern der University of Texas in Austin entwickelt wurde, kann umweltsch\u00e4dliche Kunststoffe, deren Abbau normalerweise Jahrhunderte dauert, in nur wenigen Stunden bis Tagen abbauen.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image is-style-default\"><figure class=\"alignright size-full is-resized\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2022\/05\/image-4.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-109152\" width=\"271\" srcset=\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2022\/05\/image-4.png 600w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2022\/05\/image-4-300x200.png 300w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2022\/05\/image-4-150x100.png 150w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2022\/05\/image-4-400x267.png 400w\" sizes=\"(max-width: 600px) 100vw, 600px\" \/><figcaption><strong>\u00a9<\/strong> The University of Texas at Austin<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p>Diese in der Fachzeitschrift&nbsp;<em>Nature<\/em>&nbsp;ver\u00f6ffentlichte Entdeckung k\u00f6nnte dazu beitragen, eines der dringendsten Umweltprobleme der Welt zu l\u00f6sen: die Frage, was mit den Milliarden Tonnen an Plastikm\u00fcll geschehen soll, die sich auf den M\u00fclldeponien stapeln und unsere nat\u00fcrlichen B\u00f6den und Gew\u00e4sser verschmutzen. Das Enzym hat das Potenzial, das Recycling in gro\u00dfem Ma\u00dfstab zu beschleunigen, so dass gro\u00dfe Industrien ihre Umweltauswirkungen durch die R\u00fcckgewinnung und Wiederverwendung von Kunststoffen auf molekularer Ebene verringern k\u00f6nnten.<\/p>\n\n\n\n<blockquote class=\"wp-block-quote is-layout-flow wp-block-quote-is-layout-flow\"><p>&#8220;Die M\u00f6glichkeiten, dieses hochmoderne Recyclingverfahren in allen Branchen zu nutzen, sind endlos&#8221;, sagt Hal Alper, Professor am McKetta Department of Chemical Engineering der UT Austin. &#8220;Neben der offensichtlichen Abfallwirtschaft bietet dies auch Unternehmen aus allen anderen Sektoren die M\u00f6glichkeit, eine f\u00fchrende Rolle beim Recycling ihrer Produkte zu \u00fcbernehmen. Durch diese nachhaltigeren Enzymans\u00e4tze k\u00f6nnen wir beginnen, uns eine echte Kreislaufwirtschaft f\u00fcr Kunststoffe vorzustellen.&#8221;<\/p><\/blockquote>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-embed is-type-video is-provider-youtube wp-block-embed-youtube wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<div class=\"BorlabsCookie _brlbs-cb-youtube\"><div class=\"_brlbs-content-blocker\"> <div class=\"_brlbs-embed _brlbs-video-youtube\"> <img decoding=\"async\" class=\"_brlbs-thumbnail\" src=\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-content\/plugins\/borlabs-cookie\/assets\/images\/cb-no-thumbnail.png\" alt=\"YouTube\"> <div class=\"_brlbs-caption\"> <p>By loading the video, you agree to YouTube&#8217;s privacy policy.<br><a href=\"https:\/\/policies.google.com\/privacy?hl=en&amp;gl=en\" target=\"_blank\" rel=\"nofollow noopener noreferrer\">Learn more<\/a><\/p> <p><a class=\"_brlbs-btn _brlbs-icon-play-white\" href=\"#\" data-borlabs-cookie-unblock role=\"button\">Load video<\/a><\/p> <p><label><input type=\"checkbox\" name=\"unblockAll\" value=\"1\" checked> <small>Always unblock YouTube<\/small><\/label><\/p> <\/div> <\/div> <\/div><div class=\"borlabs-hide\" data-borlabs-cookie-type=\"content-blocker\" data-borlabs-cookie-id=\"youtube\"><script type=\"text\/template\">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<\/script><\/div><\/div>\n<\/div><\/figure>\n\n\n\n<p>Das Projekt konzentriert sich auf Polyethylenterephthalat (PET), ein wichtiges Polymer, das in den meisten Verbraucherverpackungen zu finden ist, darunter Keksdosen, Limonadenflaschen, Obst- und Salatverpackungen sowie bestimmte Fasern und Textilien. Es macht 12 % des gesamten weltweiten Abfalls aus.<\/p>\n\n\n\n<p>Das Enzym war in der Lage, den Kunststoff in einem &#8220;zirkul\u00e4ren Prozess&#8221; in kleinere Teile zu zerlegen (Depolymerisation) und dann chemisch wieder zusammenzusetzen (Repolymerisation). In einigen F\u00e4llen k\u00f6nnen diese Kunststoffe in weniger als 24 Stunden vollst\u00e4ndig in Monomere zerlegt werden.<\/p>\n\n\n\n<p>Forscher der Cockrell School of Engineering und des College of Natural Sciences verwendeten ein Modell des maschinellen Lernens, um neue Mutationen eines nat\u00fcrlichen Enzyms namens PETase zu erzeugen, das es Bakterien erm\u00f6glicht, PET-Kunststoffe abzubauen. Das Modell sagt voraus, welche Mutationen in diesen Enzymen das Ziel einer schnellen Depolymerisierung von Kunststoffabf\u00e4llen bei niedrigen Temperaturen erreichen w\u00fcrden.<\/p>\n\n\n\n<p>Durch diesen Prozess, bei dem 51 verschiedene Kunststoffbeh\u00e4lter, f\u00fcnf verschiedene Polyesterfasern und -stoffe sowie Wasserflaschen aus PET untersucht wurden, konnten die Forscher die Wirksamkeit des Enzyms nachweisen, das sie FAST-PETase (funktionelle, aktive, stabile und tolerante PETase) nennen.<\/p>\n\n\n\n<blockquote class=\"wp-block-quote is-layout-flow wp-block-quote-is-layout-flow\"><p>&#8220;Diese Arbeit zeigt, wie gut es ist, verschiedene Disziplinen zusammenzubringen, von der synthetischen Biologie \u00fcber die chemische Technik bis hin zur k\u00fcnstlichen Intelligenz&#8221;, sagte Andrew Ellington, Professor am Center for Systems and Synthetic Biology, dessen Team die Entwicklung des maschinellen Lernmodells leitete.<\/p><\/blockquote>\n\n\n\n<p>Recycling ist der naheliegendste Weg, den Plastikm\u00fcll zu reduzieren. Doch weltweit werden weniger als 10 % des gesamten Kunststoffs recycelt. Die gebr\u00e4uchlichste Methode zur Entsorgung von Kunststoffen ist neben der Deponierung die Verbrennung, die kostspielig und energieintensiv ist und sch\u00e4dliche Gase in die Luft abgibt. Zu den alternativen industriellen Verfahren geh\u00f6ren die sehr energieaufw\u00e4ndigen Prozesse der Glykolyse, Pyrolyse und\/oder Methanolyse.<\/p>\n\n\n\n<p>Biologische L\u00f6sungen ben\u00f6tigen viel weniger Energie. Die Forschung zu Enzymen f\u00fcr das Kunststoffrecycling hat in den letzten 15 Jahren Fortschritte gemacht. Bislang konnte jedoch niemand herausfinden, wie man Enzyme herstellt, die bei niedrigen Temperaturen effizient arbeiten k\u00f6nnen, so dass sie sowohl tragbar als auch in gro\u00dfem industriellen Ma\u00dfstab erschwinglich sind. FAST-PETase kann den Prozess bei weniger als 50 Grad Celsius durchf\u00fchren.<\/p>\n\n\n\n<p>Als N\u00e4chstes plant das Team, die Enzymproduktion zu steigern, um eine industrielle und umweltfreundliche Anwendung vorzubereiten. Die Forscher haben die Technologie zum Patent angemeldet und streben verschiedene Anwendungen an. Am naheliegendsten sind die Sanierung von M\u00fclldeponien und die \u00d6kologisierung von Industrien, die viel Abfall produzieren. Ein weiterer wichtiger potenzieller Einsatzbereich ist jedoch die Umweltsanierung. Das Team pr\u00fcft eine Reihe von M\u00f6glichkeiten, die Enzyme in der Praxis einzusetzen, um verschmutzte Standorte zu sanieren.<\/p>\n\n\n\n<blockquote class=\"wp-block-quote is-layout-flow wp-block-quote-is-layout-flow\"><p>&#8220;Wenn man an Anwendungen zur Umweltsanierung denkt, braucht man ein Enzym, das in der Umwelt bei Umgebungstemperatur arbeiten kann. In dieser Hinsicht hat unsere Technologie einen gro\u00dfen Vorteil f\u00fcr die Zukunft&#8221;, so Alper.<\/p><\/blockquote>\n\n\n\n<p>Alper, Ellington, der au\u00dferordentliche Professor f\u00fcr Chemieingenieurwesen Nathaniel Lynd und Hongyuan Lu, ein Postdoktorand in Alpers Labor, leiteten die Forschung. Danny Diaz, ein Mitglied von Ellingtons Labor, erstellte das maschinelle Lernmodell. Weitere Teammitglieder kommen aus dem Chemieingenieurwesen: Natalie Czarnecki, Congzhi Zhu und Wantae Kim; und aus den molekularen Biowissenschaften: Daniel Acosta, Brad Alexander, Yan Jessie Zhang und Raghav Shroff. Die Arbeit wurde von der Forschungs- und Entwicklungsabteilung von ExxonMobil im Rahmen einer laufenden Forschungsvereinbarung mit der UT Austin finanziert.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Originalver\u00f6ffentlichung<\/h3>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li><a href=\"http:\/\/dx.doi.org\/10.1038\/s41586-022-04599-z\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Lu, H., Diaz, D.J., Czarnecki, N.J. et al. Machine learning-aided engineering of hydrolases for PET depolymerization. Nature 604, 662\u2013667 (2022).<\/a><\/li><\/ul>\n\n\n\n<p><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Eine Enzymvariante, die von Ingenieuren und Wissenschaftlern der University of Texas in Austin entwickelt wurde, kann umweltsch\u00e4dliche Kunststoffe, deren Abbau normalerweise Jahrhunderte dauert, in nur wenigen Stunden bis Tagen abbauen. 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