{"id":33564,"date":"2016-03-16T07:23:13","date_gmt":"2016-03-16T06:23:13","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=33564"},"modified":"2016-03-15T12:38:35","modified_gmt":"2016-03-15T11:38:35","slug":"bahnbrechende-entdeckung-des-ersten-kunststoffabbauenden-bakteriums","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/bahnbrechende-entdeckung-des-ersten-kunststoffabbauenden-bakteriums\/","title":{"rendered":"Bahnbrechende Entdeckung des ersten kunststoffabbauenden Bakteriums"},"content":{"rendered":"

Ein Forschungsteam aus Japan beschreibt in der j\u00fcngsten Ausgabe der Zeitschrift \u201eScience\u201c (11. M\u00e4rz 2016) den ersten bekannten Mikroorganismus, der in der Lage ist, den Kunststoff PET abzubauen und komplett stofflich zu verwerten (DOI: 10.1126\/science.aad6359<\/a>). Die Bedeutung dieser Entdeckung wurde von Prof. Dr. Uwe Bornscheuer (Universit\u00e4t Greifswald) in einem \u201ePerspectives\u201c-Beitrag, der gleichzeitig in Science erschien (DOI: 10.1126\/science.aaf2853<\/a>), als bahnbrechend gew\u00fcrdigt und eingeordnet.<\/strong><\/p>\n

J\u00e4hrlich werden \u00fcber 300 Millionen Tonnen Kunststoff weltweit produziert, darunter etwa 50 Millionen Tonnen Polyethylenterephthalat, besser bekannt unter der Abk\u00fcrzung PET. Hergestellt wird PET aus Erd\u00f6l. Diese Kunststoffart wird vor allem f\u00fcr Getr\u00e4nkeflaschen verwendet. Nur ein geringer Anteil davon wird sp\u00e4ter tats\u00e4chlich recycelt. Besonders problematisch ist die sehr lange Haltbarkeit von Kunststoffmaterialien, die bislang bis auf wenige Spezialkunststoffe nicht biologisch abbaubar sind. Das f\u00fchrt auf M\u00fclldeponien, aber vor allem in den Weltmeeren, zu einer erheblichen Umweltbelastung. Es bildet sich (durch mechanische Zerst\u00f6rung) \u00fcber die Jahre Mikroplastik, was wiederum sehr negative Auswirkungen auf verschiedenste Lebewesen hat.<\/p>\n

Das japanische Forscherteam aus Kyoto, Yokohama und Yamaguchi hat nun in Proben aus einer Recyclingstation f\u00fcr PET-Flaschen ein bislang einzigartiges Bakterium (Ideonella sakaiensis) in einem Konsortium mehrerer Mikroorganismen identifiziert, das in der Lage ist, PET-Kunststoff zu \u201eknacken\u201c. In umfangreichen Experimenten konnten sie zeigen, dass Ideonella sakaiensis<\/em> sich an PET-Oberfl\u00e4chen anheften kann und zun\u00e4chst ein hochspezifisches Enzym (PETase) ausschleust, das die chemischen Bindungen im Kunststoff aufbricht. Die Abbauprodukte werden dann vom Mikroorganismus aufgenommen und von einem zweiten selektiven Enzym (MHETase) in der Zelle in die Monomere Ethylenglykol und Terephthals\u00e4ure gespalten. Diese Grundbaustoffe von PET k\u00f6nnen nun von Ideonella sakaiensis<\/em> komplett verstoffwechselt werden und dienen folglich als alleinige Wachstumsquelle des Mikroorganismus.<\/p>\n

\u201eDie Entdeckung dieses besonderen Bakteriums ist aus mehreren Gr\u00fcnden bahnbrechend\u201c, sagt Uwe Bornscheuer. \u201eBislang waren nur ganz wenige Enzyme bekannt, die \u00fcberhaupt und auch nur eine sehr geringe Aktivit\u00e4t im Abbau von PET zeigen. Besonders wichtig f\u00fcr ein Aufbrechen des Polymers ist vor allem die Zug\u00e4nglichkeit der ‘glatten’ Kunststoffoberfl\u00e4che. Hier scheint der Ideonella sakaiensis<\/em>-Stamm besondere Mechanismen entwickelt zu haben, die das japanische Forscherteam aber noch nicht im Detail aufkl\u00e4ren konnte.\u201c Prinzipiell k\u00f6nnte nun dieser Mikroorganismus genutzt werden, um den Kunststoff PET umweltfreundlich zu verwerten. Gleichzeitig w\u00e4re es aber nun bei Kenntnis der beteiligten Enzyme grunds\u00e4tzlich m\u00f6glich, Verfahren zu entwickeln, um das Monomer Terephthals\u00e4ure zu isolieren und f\u00fcr die Synthese von PET wieder einzusetzen. \u201eDies w\u00fcrde ohne Zweifel eine erhebliche Umweltentlastung darstellen, da auf den Einsatz von Erd\u00f6l zur Herstellung dieses Kunststoffes verzichtet werden k\u00f6nnte\u201c, schlie\u00dft Professor Bornscheuer seine Einsch\u00e4tzungen ab.<\/p>\n

F\u00fcr die Grundlagenforschung w\u00e4re es sehr interessant herauszufinden, wie die beiden hochspezifischen Enzyme PETase und MHETase durch nat\u00fcrliche Evolution entstanden sind, da der Kunststoff PET erst seit ca. 70 Jahren in der Umwelt vorkommt. Folglich stand nur ein recht kurzer Zeitrahmen zur Anpassung des Bakteriums an dieses neue ‘Substrat’ zur Verf\u00fcgung und offensichtlich ist diese Entdeckung der japanischen Arbeitsgruppe ein Beispiel f\u00fcr eine sehr rasante Evolution eines Mikroorganismus.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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