Учёные разработали «искусственный кишечник» для расщепления пластика

Для экономики большое значение имеет вид жуков из семейства чернотелки Zophobas morio. Его личинки широко известны под названием зофобас. Родом эти насекомые из Центральной и Южной Америки. Жуки-чернотелки достигают в длины 30–35 мм, а личинки бывают до 60 мм. В общем, они похожи на мучных жуков и мучных червей соответственно, только крупнее.




Более всего личинки чернотелок известны как корм для птиц и питомцев, например, домашних ежей и лягушек. Есть и другое применение, о котором реже пишут, так как оно, вероятно, считается неаппетитным. В общем, на некоторых птицефабриках зофобасам могут скармливать падаль молодняка, а расплодившихся на этом деле личинок — птицам.

Личинки чернотелок пожирают всё, что им попадётся. Известно, что зофобас способен перерабатывать пластик. Вот почему за границей зофобаса прозвали суперчервём, хотя личинки жука на самом деле к червям не относятся. Однако использовать натуральных личинок для утилизации пластмасс нерационально из-за низкой скорости такого процесса и трудозатрат: кто-то должен ухаживать за жуками и их потомством.

Учёные из Наньянского технологического университета в Сингапуре (NTU) решили пойти иным путём. Их достижение в случае полной удачи проекта поможет избавить мир хотя бы от части заполонившего планету пластика.



Чтобы разработать свой метод, учёные на протяжении месяца скармливали трём группам зофобасов различные виды пластика: полиэтилен высокой плотности (HDPE), полипропилен (PP) и полистирол (PS). Контрольную группу счастливчиков кормили овсянкой, так что остальные, прознав об этом, ей бы точно позавидовали.



Учёные выбрали конкретные три вида пластмасс, так как ими в наибольшей степени завалены мусорные полигоны и загрязнена окружающая среда. В частности, HDPE отличается прочностью, что затрудняет его переработку.

Затем сингапурские исследователи извлекали бактерии из внутренностей личинок и выращивали микробиом (комплекс микробов) в пробирках по шесть недель, чтобы сформировать таким образом «искусственный кишечника червя». Оказалось, что по сравнению с контрольной группой пожирателей овсянки, в колбах с микробами из остальных личинок выросло значительное число бактерий, разлагающих пластик.

Более того, сообщества «пластиковых» микроорганизмов оказались более приспособлены к расщеплению конкретных типов пластика, чем те же виды микробов, которые находили на пластике при скармливании червям. То есть удалось получить более специализированные микробиомы.

Первый автор исследования доктор Лю Инань утверждает, что им с коллегами удалась первая в мире попытку создать таким образом бактериальные сообщества, пригодные для утилизации пластиков. Так что условный «искусственный кишечник червя» в пробирке — это достаточно стабильная культура микробов, которую можно выращивать и распространять в необходимых масштабах для переработки пластиковых отходов.

Теперь коллектив из NTU хочет выяснить, как пригодные для расщепления пластика микробы функционируют на молекулярном уровне. Это помогло бы создать ещё более эффективные сообщества бактерий, разлагающих отходы.