Die Leidener Doktorandin Jo-Anne Verschoor entdeckte, dass fast 20 % der von ihr untersuchten Bakterienstämme Plastik abbauen konnten, obwohl sie dazu etwas Ansporn brauchten. „Bakterien sind genau wie Menschen“, sagt Verschoor. Ihre Forschung war veröffentlicht im Journal Kommunikationsbiologie.
Einige der kleinsten Organismen der Welt könnten eine wichtige Rolle bei der Lösung des Problems der Plastikverschmutzung spielen. Immer mehr Forscher entdecken, wie bestimmte Bakterien Plastik in kleine Partikel zerlegen können, die dann recycelt werden können.
Darüber hinaus zeigt Verschoors Forschung, dass viel mehr Bakterien als bisher angenommen bestimmte Kunststoffarten abbauen können. Der 27-jährige Leidener Mikrobiologe konnte dabei auf eine große Sammlung von Streptomyces-Bakterien zurückgreifen, die an der Universität bereits vorhanden war, da Wissenschaftler sie bei der Suche nach neuen Antibiotika einsetzen.
Auf der Suche nach den richtigen Bedingungen
Die Bakterien, mit denen Verschoor arbeitete, wurden nicht mit dem Ziel gesammelt, Plastik abzubauen. „In anderen Forschungsarbeiten untersuchen Wissenschaftler manchmal, welche Bakterien auf einer Mülldeponie gedeihen würden“, sagt Verschoor. Diese Sammlung war in diesem Sinne unparteiisch. Darüber hinaus bestand sie aus einer Mischung von mehreren Kontinenten.
Aufgrund ihrer früheren Forschung vermutete Verschoor, dass einige dieser Bakterien tatsächlich Plastik verdauen könnten, und sie hatte recht. In Laborexperimenten setzte sie die Bakterien verschiedenen Substanzen und Bedingungen aus und beobachtete die Auswirkungen darauf, wie die Organismen PET-Plastik abbauen konnten.
Plastikflaschen verschwinden nicht einfach im Boden
Die äußeren Bedingungen sind entscheidend, denn eine Plastikflasche verschwindet nicht einfach, wenn sie eine Weile im Boden liegt. „Bakterien sind in dieser Hinsicht wie Menschen“, sagt Verschoor. „Genau wie wir tun sie Dinge nicht automatisch, sie brauchen Ermutigung. Wir rennen erst los, wenn uns ein Tiger verfolgt.“
Ähnlich verhält es sich mit Bakterien, die von viel Zucker und damit Energie umgeben sind. Sie werden nichts tun, was zu viel Aufwand erfordert. Wenn sie jedoch „hungrig“ sind, werden sie es tun. Dies wurde bei Laborexperimenten deutlich, bei denen Verschoor Plastikmodelle auf Platten mit Bakterien legte. Einmal „fütterte“ sie die Bakterien sogar mit perforierten Plastikstücken.
Erste Großversuche
Die Biologin, die nächstes Jahr ihren Doktortitel abschließen wird, machte zwei Entdeckungen. Zunächst fiel ihr auf, dass eine bemerkenswerte Zahl von Bakterien unter den richtigen Bedingungen Plastik abbauen kann: immerhin 18 Prozent der untersuchten Stämme. Außerdem entdeckte sie, dass ein Gen namens „Lipase A“ eine bedeutende Rolle spielt. Wenn es in großer Zahl vorhanden ist, bauen die Organismen Plastik schneller ab.
Diese Forschung erweitert den Pool an Bakterien, die wir potenziell zum Abbau von Plastik verwenden können. Die Zukunft dieser Methode des Plastikrecyclings ist vielversprechend, wie das französische Unternehmen Carbios beweist, das als erstes mit dem Recycling von Plastik im großen Maßstab mithilfe von Bakterien und ihren Enzymen experimentiert.
Mehr Informationen:
Jo-Anne Verschoor et al, Polyesterabbau durch Bodenbakterien: Identifizierung konservierter BHETase-Enzyme in Streptomyces, Kommunikationsbiologie (2024). DOI: 10.1038/s42003-024-06414-z