संशोधकांनी एक एन्झाईम ओळखले आणि अभियंता केले जे पचवू शकते आणि आपले काही सामान्यतः प्रदूषित करू शकते. प्लास्टिक रीसायकलिंग आणि लढाईसाठी आशा प्रदान करणे प्रदूषण
प्रदूषण प्लास्टिक प्लॅस्टिकच्या रूपात जगभरातील सर्वात मोठे पर्यावरणीय आव्हान आहे प्रदूषण आणि या समस्येचे इष्टतम समाधान अजूनही मायावी आहे. बहुतेक प्लास्टिक पेट्रोलियम किंवा नैसर्गिक वायूपासून बनविलेले आहेत जे अपारंपरिक संसाधने आहेत जी ऊर्जा-केंद्रित तंत्रांचा वापर करून काढली जातात आणि प्रक्रिया केली जातात. अशाप्रकारे, त्यांचे उत्पादन आणि उत्पादन स्वतःच नाजूक इकोसिस्टमसाठी खूप विनाशकारी आहे. प्लॅस्टिकचा नाश (बहुतेकदा जाळण्याने) हवा, पाणी आणि जमीन प्रदूषण. गेल्या 79 वर्षांत उत्पादित झालेल्या सुमारे 70 टक्के प्लास्टिक एकतर लँडफिल साइट्समध्ये किंवा सामान्य वातावरणात फेकले गेले आहे तर केवळ नऊ टक्के पुनर्वापर करून उर्वरित जाळले गेले आहे. जाळण्याची ही प्रक्रिया असुरक्षित कामगारांना विषारी रसायनांच्या संपर्कात आणते ज्यात कर्करोगास कारणीभूत पदार्थांचा समावेश होतो. महासागरांमध्ये सुमारे 51 ट्रिलियन मायक्रोप्लास्टिक कण असल्याचे म्हटले जाते आणि ते हळूहळू सागरी जीवन नष्ट करत आहेत. काही प्लास्टिकचे सूक्ष्म कण हवेत उडून जातात प्रदूषण आणि आपण ते श्वास घेत असण्याची खरी शक्यता आहे. 1960 च्या दशकात कोणीही भाकीत करू शकत नव्हते की प्लॅस्टिकचे आगमन आणि लोकप्रियता एक दिवस आपल्या सुंदर महासागरात, हवेत तरंगणाऱ्या आणि आपल्या मौल्यवान जमिनींवर टाकलेल्या प्रचंड प्लास्टिकच्या कचऱ्याचे ओझे बनतील.
प्लॅस्टिक पॅकेजिंग हा प्लास्टिकचा सर्वात मोठा धोका आणि सर्वात भ्रष्ट वापर आहे. पण समस्या अशी आहे की प्लॅस्टिक पिशवी सर्वत्र आहे, प्रत्येक छोट्या कामासाठी वापरली जाते आणि तिच्या वापरावर कोणतेही नियंत्रण नाही. या प्रकारचे सिंथेटिक प्लास्टिक बायोडिग्रेड होत नाही, त्याऐवजी ते बसते आणि लँडफिल्समध्ये जमा होते आणि पर्यावरणास हातभार लावते. प्रदूषण. "पूर्ण प्लास्टिक बंदी" साठी पुढाकार घेण्यात आला आहे, विशेषतः पॉलिस्टीरिन जे पॅकेजिंगमध्ये वापरले जाते. तथापि, हे अपेक्षित परिणाम देत नाही कारण प्लास्टिक अजूनही जमीन, हवा आणि पाण्यात सर्वव्यापी आहे आणि सतत वाढत आहे. असे म्हणणे सुरक्षित आहे की प्लास्टिक नेहमी उघड्या डोळ्यांना दिसणार नाही पण ते सर्वत्र आहे! प्लास्टिकच्या पुनर्वापराची आणि विल्हेवाट लावण्याची समस्या आपण हाताळू शकत नाही हे दुर्दैव आहे.
प्रकाशित झालेल्या एका अभ्यासात नॅशनल एकेडमी ऑफ सायन्सेस यूएसए च्या कार्यवाही, संशोधकांनी ज्ञात नैसर्गिक शोध लावला आहे सजीवांच्या शरीरात निर्मार्ण होणारे द्रव्य जे प्लॅस्टिक खातो. जपानमधील एका केंद्रात पुनर्वापरासाठी जाण्यासाठी तयार असलेल्या कचऱ्यात सापडलेल्या एन्झाइमच्या संरचनेची तपासणी करत असताना हा एक संधीसाधू शोध होता. Ideonella sakaiensis 201-F6 नावाचे हे एन्झाइम पेटंट केलेले प्लास्टिक पीईटी किंवा पॉलिथिलीन टेरेफ्थालेट “खाण्यास” किंवा “खायला” देण्यास सक्षम आहे जे लाखो टन प्लास्टिकच्या बाटल्यांमध्ये सामान्यतः वापरले जाते. एंझाइमने मुळात बॅक्टेरियमला अन्न स्रोत म्हणून प्लास्टिकचे विघटन करण्यास अनुमती दिली. पीईटीसाठी सध्या कोणतेही पुनर्वापराचे उपाय अस्तित्वात नाहीत आणि पीईटीपासून बनवलेल्या प्लास्टिकच्या बाटल्या शेकडो वर्षांहून अधिक काळ पर्यावरणात टिकून आहेत. युनिव्हर्सिटी ऑफ पोर्ट्समाउथ आणि युनायटेड स्टेट्स डिपार्टमेंट ऑफ एनर्जीच्या नॅशनल रिन्युएबल एनर्जी लॅबोरेटरी (NREL) च्या टीम्सच्या नेतृत्वाखालील या अभ्यासाने प्रचंड आशा निर्माण केली आहे.
या नैसर्गिक एंझाइमची (PETase म्हणतात) त्रिमितीय क्रिस्टल रचना निश्चित करणे आणि हे एन्झाइम नेमके कसे कार्य करते हे समजून घेण्यासाठी या माहितीचा वापर करणे हे मूळ उद्दिष्ट होते. त्यांनी रचना स्पष्ट करण्यासाठी आणि वैयक्तिक अणू पाहण्यासाठी - क्ष-किरणांचा एक तीव्र बीम वापरला - जो सूर्यापेक्षा 10 अब्ज पट जास्त उजळ आहे. अशा शक्तिशाली बीमने एन्झाईमचे आतील कार्य समजण्यास सक्षम केले आणि जलद आणि अधिक कार्यक्षम एन्झाईम्स इंजिनियर करण्यात सक्षम होण्यासाठी योग्य ब्लूप्रिंट प्रदान केले. हे उघड झाले आहे की PETase हे क्युटिनेज नावाच्या दुसर्या एन्झाइमसारखे दिसते त्याशिवाय PETase मध्ये एक विशेष वैशिष्ट्य आहे आणि अधिक "खुली" सक्रिय साइट आहे, जी मानवनिर्मित पॉलिमर (नैसर्गिक ऐवजी) सामावून घेते असे मानले जाते. या फरकांनी ताबडतोब सूचित केले की PETase विशेषतः PET-युक्त वातावरणात अधिक विकसित होऊ शकते आणि त्यामुळे PET खराब होऊ शकते. ते अधिक cutinase सारखे दिसण्यासाठी PETase सक्रिय साइट बदलले. त्यानंतर जे घडले ते पूर्णपणे अनपेक्षित परिणाम होते, PETase उत्परिवर्ती PET ला नैसर्गिक PETase पेक्षा अधिक चांगले खराब करण्यास सक्षम होते. अशाप्रकारे, नैसर्गिक एंझाइमची क्षमता समजून घेण्याच्या आणि सुधारण्याचा प्रयत्न करण्याच्या प्रक्रियेत, संशोधकांनी अपघाताने नवीन एन्झाइमचे अभियांत्रिकी पूर्ण केले जे पीईटी तोडण्यासाठी नैसर्गिक एन्झाइमपेक्षाही चांगले होते. प्लास्टिक. हे एंझाइम पॉलीथिलीन फ्युरॅन्डिकार्बोक्झिलेट किंवा पीईएफ, पीईटी प्लास्टिकसाठी जैव-आधारित पर्याय देखील खराब करू शकते. यामुळे पीईएफ (पॉलीथिलीन फ्युरानोएट) किंवा अगदी पीबीएस (पॉलीब्युटीलीन सक्सीनेट) सारख्या इतर सब्सट्रेट्सचा सामना करण्याची आशा निर्माण झाली. सजीवांच्या शरीरात निर्मार्ण होणारे द्रव्य अभियांत्रिकी आणि उत्क्रांतीची साधने पुढील सुधारणेसाठी सतत लागू केली जाऊ शकतात. संशोधक एंजाइम सुधारण्याचा मार्ग शोधत आहेत जेणेकरुन त्याचे कार्य एका शक्तिशाली मोठ्या औद्योगिक सेटमध्ये समाविष्ट केले जाऊ शकेल. अभियांत्रिकी प्रक्रिया सध्या बायो-वॉशिंग डिटर्जंट्स किंवा जैवइंधनाच्या निर्मितीमध्ये वापरल्या जाणार्या एन्झाईम्ससारखीच आहे. तंत्रज्ञान अस्तित्त्वात आहे आणि त्यामुळे येत्या काही वर्षांत औद्योगिक व्यवहार्यता प्राप्त करता येईल.
या अभ्यासाचे काही पैलू समजून घेण्यासाठी पुढील संशोधन आवश्यक आहे. सर्वप्रथम, एन्झाइम प्लास्टिकच्या मोठ्या तुकड्यांचे लहान तुकडे करतो, म्हणून ते प्लास्टिकच्या बाटल्यांच्या पुनर्वापरास समर्थन देते परंतु हे सर्व प्लास्टिक प्रथम पुनर्प्राप्त करणे आवश्यक आहे. हे "छोटे" प्लास्टिक पुनर्प्राप्त झाल्यावर ते प्लास्टिकच्या बाटल्यांमध्ये परत करण्यासाठी वापरले जाऊ शकते. सजीवांच्या शरीरात निर्मार्ण होणारे द्रव्य खरोखरच वातावरणात “स्वतःहून प्लास्टिक शोधू” शकत नाही. एक प्रस्तावित पर्याय असा असू शकतो की हे एन्झाइम काही जीवाणूंमध्ये लावले जाऊ शकते जे उच्च तापमानाला तोंड देताना उच्च दराने प्लास्टिक तोडण्यास सुरवात करू शकतात. तसेच, या एंझाइमचा दीर्घकालीन प्रभाव अजूनही समजून घेणे आवश्यक आहे.
प्लॅस्टिक कचऱ्याचा सामना करण्यासाठी अशा नाविन्यपूर्ण उपायाचा परिणाम जागतिक स्तरावर खूप जास्त असेल. प्लॅस्टिक आल्यापासून आम्ही प्लॅस्टिकच्या समस्येवर मात करण्याचा प्रयत्न करत आहोत. सिंगल-प्लास्टिकच्या वापरावर बंदी घालणारे कायदे आहेत आणि पुनर्वापर केलेल्या प्लास्टिकलाही आता सर्वत्र पसंती दिली जात आहे. सुपरमार्केटमध्ये प्लॅस्टिकच्या कॅरीबॅगवर बंदी घालण्यासारखी छोटी पावलेही सर्वच माध्यमांमध्ये गाजत आहेत. मुद्दा असा आहे की, जर आपल्याला आपले अस्तित्व टिकवायचे असेल तर आपल्याला जलद कृती करणे आवश्यक आहे ग्रह प्लास्टिक पासून प्रदूषण. जरी आपण आपल्या दैनंदिन जीवनात पुनर्वापराचा अवलंब करत राहणे आवश्यक आहे आणि आपल्या मुलांनाही तसे करण्यास प्रोत्साहित केले पाहिजे. आम्हाला अजूनही एक चांगला दीर्घकालीन उपाय हवा आहे जो आमच्या स्वत: च्या वैयक्तिक प्रयत्नांसह हाताने जाऊ शकेल. हे संशोधन आपल्या सर्वात मोठ्या समस्यांपैकी एक हाताळण्यासाठी एक सुरुवात आहे ग्रह तोंड देत आहे.
***
स्त्रोत
हॅरी पी आणि इतर. 2018. प्लॅस्टिक-अपमानकारक सुगंधी पॉलिस्टरॅझचे वैशिष्ट्यीकरण आणि अभियांत्रिकी. नॅशनल अकादमी ऑफ सायन्सेसची कार्यवाही. https://doi.org/10.1073/pnas.1718804115
***
