Bakterien fressen PET-Flaschen und liefern neue Rohstoffe
PET-Flaschen durch Bakterien auffressen lassen und daraus neue Rohstoffe gewinnen: Das machen neu entdeckte Mikroorganismen, die Kunststoff als Leibspeise betrachten. Sie zerstören die Struktur, wandeln die Bruchstücke in verdauliche Produkte um und ernähren sich davon. Gleichzeitig entstehen neue Rohstoffe für die Kunststoffherstellung.
PET-Flaschen am Strand von Ngor im Senegal: Japanische Forscher haben eine Bakterienart entdeckt, die PET zersetzen kann.
Foto: Nic Bothma/dpa
Millionen Tonnen Plastikmüll schwimmen in den Weltmeeren und haben sogar schon die Arktis erreicht. Der Kunststoff wird vom Wellengang zerkleinert und landet in der Nahrungskette für den Menschen. Ein kleiner Teil davon könnte mit Hilfe von neu entdeckten Bakterien abgebaut werden. Ideonella sakaiensis, wie die japanischen Entdecker den Mikroorganismus nennen, hat sich auf Polyethylenterephthalat spezialisiert, einen Kunststoff, der besser unter dem Kürzel PET bekannt ist.
Der weitaus überwiegende Teil des Mülls im Meer besteht nicht aus dieser Kunststoffsorte, könnte also auch nicht abgebaut werden. Zudem liefen die Versuche der Forscher aus Kyoto bei einer Temperatur von 30 °C statt, die im Meer nicht erreicht werden.
Recycling von Flaschen und Lebensmittelfolien
Interessanter sind die Bakterien fürs Recycling von PET. Daraus werden vor allem Getränkeflaschen und Folien für die Verpackung von Lebensmitteln hergestellt. 50 Millionen Tonnen PET werden pro Jahr weltweit hergestellt. Nur ein kleiner Teil davon wird wiederverwertet. Das könnten die jetzt entdeckten Bakterien ändern.
Die Bakterie Ideonella sakaiensis kann sich an der äußerst glatten PET-Oberfläche andocken und beginnt dann, mit einem bisher unbekannten Enzym, das auf den Namen PETase getauft wurde, den Kunststoff zu zersetzen.
Foto: Kyoto Institute of Technology
Allerdings müssten sie gewissermaßen umprogrammiert werden. In ihrer heutigen Form verspeisen sie den Kunststoff, ohne etwas davon übrig zu lassen. Interessant sind die Zwischenprodukte Ethylenglykol und Terephthalsäure, aus denen sich neuer Kunststoff herstellen ließe. Heutiger Rohstoff ist Erdöl. Die Forscher um Shosuke Yoshida vom Kyoto Institute of Technology isolierten das Bakterium aus einer Bodenprobe aus einer Kunststoffrecyclinganlage.
Zwei Zwischenschritte bis zum Verspeisen
Das erste Kunststück, das Ideonella sakaiensis beherrscht, ist das Andocken an der äußerst glatten PET-Oberfläche. Haben sie das geschafft, attackieren sie den Kunststoff mit einem bisher unbekannten Enzym, das auf den Namen PETase getauft wurde. Das zerstört die chemischen Bindungen, die den Kunststoff zusammenhalten. Die winzigen Partikel, die dabei entstehen, nehmen die Mikroorganismen auf und traktieren sie mit einem weiteren neuen Enzym, der MHETase. Dabei entstehen die wertvollen Rohstoffe Ethylenglykol und Terephthalsäure, die für die Umwelt harmlos sind.
PET-Fraschen auf einer Müllhalde in Thailand: Aus PET lassen sich durch Bakterien wertvollen Rohstoffe wie Ethylenglykol und Terephthalsäure gewinnen.
Foto: Rungroj Yongrit/dpa
Deutscher Forscher nennt Bakterie bahnbrechende Entdeckung
„Bislang waren nur ganz wenige Enzyme bekannt, die überhaupt und auch nur eine sehr geringe Aktivität im Abbau von PET zeigen“, schreibt Professor Uwe Bornscheuer, Spezialist für Biotechnologie und Enzymkatalyse an der Universität Greifswald, in einem Kommentar, der ebenso wie die Arbeit der japanischen Forscher im Wissenschaftsmagazin „Science“ erschienen ist. Die Entdeckung dieses Bakteriums nennt Bornscheuer „bahnbrechend“.