PlastBug2 – Muovijätteen hajotus mikrobeilla

Tähän päivään mennessä maailmanlaajuisesti on tuotettu 4900 miljoonaa tonnia muovijätettä, joka on viety kaatopaikoille tai jätetty luontoon. Nykyisillä muovinkierrätysmenetelmillä kaikkea tätä muovijätettä ei voida poistaa. Tarvitaan uusia menetelmiä. PlastBug 2 -projektissa kehitämme bioteknistä menetelmää kierrättää muovijätettä entsyymien ja mikrobien avulla. Kyseinen menetelmä auttaisi poistamaan muovijätettä luonnosta. Projektissa etsimme uusia mikrobeita, jotka kykenevät hajottamaan muovijätettä mukaan lukien niiden polymeerejä. Lisäksi etsimme kyseisistä mikrobeista niitä entsyymeitä, jotka suorittavat tätä muovin hajotusta. Löydetyt entsyymit identifioidaan ja niitä koodaavat geenit eristetään ja ilmennetään ns. tuottomikrobissa. Ylituotetuilla entsyymeillä varmistetaan muovin hajotuskapasiteetti. Lisäksi löydettyjen entsyymien aktiivisuutta parannetaan proteiinin muokkauksella. Kaikki eri muovia hajottavia entsyymejä koodaavat geenit yritetään ylituottaa yhdessä mikrobissa (ns. PlastBug -mikrobi). Täten kehitämme mikrobia, joka kykenee hajottamaan eri muovilaatuja, mitä mikään luonnon oma mikrobi ei kykene tekemään. Projektin onnistumista parantaa se tosiasia, että olemme meneillään olevassa PlastBug -projektissa löytäneet jo eri muovilaatuja hajottavia mikrobeita. Lisäksi meillä on runsaasti kokemusta eri entsyymien karakterisoinnista, mikrobien geneettisestä muokkaamisesta ja fermentoinneista.

Plastbug2 projektin tarkoituksena oli kehittää bioteknistä menetelmää kierrättää muovijätettä entsyymien ja mikrobien avulla. Tässä projektissa tunnistimme yleisimpiä muovilaatuja, polyetyleeniä ja polypropyleeniä, hajottavia entsyymeitä mikrobeista, jotka kykenevät hajottamaan kyseisiä muovilaatuja. Tunnistetut entsyymit ylituotettiin Escherichia coli -bakteerissa ja niiden aktiivisuuksia identifioitiin. Lisäksi kyseiset entsyymit ylituotettiin rasvaa tuottavassa Yarrowia lipolytica -hiivassa. Tutkimuksessa havaittiin, että entsymaattinen muovin hajotus on sinällään hidasta. Jotta muovin hajotus nopeutuisi tarvitaan muovin esikäsittelyä. Tämä tuli todistettua toisessa projektissa, jossa käytimme tämän projektin muovia hajottavia entsyymeitä ylituottavia hiivakantoja hajottamaan kemiallisesti esikäsiteltyjä muovinäytteitä.