04.11.2019

Meeresalgen bauen Plastik ab

Foto: adege / Pixabay CC0

Plastikmüll im Meer ist ein wachsendes Umweltproblem. Ist das Einsammeln der an der Oberfläche schwimmenden Teil schon schwierig und aufwändig, so ist das beim Mikroplastik bisher schier unmöglich. Marburger Biologen haben jetzt vielleicht ein Lösung gefunden: Ein Bakterienenzym versetzt Mikroalgen in die Lage, Plastikmüll im Salzwasser abzubauen.

 

Das haben Marburger Zellbiologinnen und -biologen herausgefunden, indem sie eine Kieselalge mit dem Enzym PETase versahen; dieses stammt aus einem Bakterium, das die PETase zum Abbau von Kunststoff nutzt. Das Team um den Marburger Nachwuchsgruppenleiter Dr. Daniel Moog veröffentlichte seine Ergebnisse in der Fachzeitschrift „Microbial Cell Factories“.

 

PET-Flaschen sind den meisten von uns als Mineralwasserflaschen ein Begriff. 2020, so schätzt man, wird die Industrie weltweit mehr als 70 Millionen Tonnen dieses Materials produzieren. PET landet nach Gebrauch oft auf dem Müll, ein erheblicher Teil davon gelangt in die Umwelt und vor allem in die Ozeane. „Plastikmüll kann von Lebewesen aufgenommen werden und diese ernstlich schädigen, zum Beispiel aufgrund giftiger Zusatzstoffe“, sagt Daniel Moog.

 

 

Kieselalgen Foto: mkpstees /Pixabay CC0

Dass Mikroorganismen das Plastikmaterial PET abbauen können, ist seit einigen Jahren bekannt. Die Bakterien geben hierzu ein Enzym ab, genannt PETase, das die Kettenmoleküle des Kunststoffs in seine Bestandteile zerlegt. Diese Eigenschaft machte sich die Marburger Forschungsgruppe zu nutzen und entschied sich daher, der Kieselalge Phaeodactylum tricornutum eine maßgeschneiderte Version des Bakteriengens, das die Anleitung für das Enzym enthält, einzupflanzen.

 

„Das ist vor allem für den Abbau von Kleinstpartikeln interessant, zum Beispiel von Mikroplastik“, legt Moog dar; „dieses lässt sich ansonsten nur äußerst schwer aus dem Meer entfernen, wo sich ein großer Teil des in die Umwelt gelangten Plastikmülls ansammelt.“ Das Bakterium sei jedoch nicht gut an das Salzwasser der Meere angepasst. „An sich eignet es sich aus diesem Grund nicht für die biologische Sanierung der belasteten Ozeane.“

Die Forscherinnen und Forscher kultivierten die Algen in Gefäßen, die zerkleinertes Plastik enthielten. Das Ergebnis: Das Material hat Furchen und Löcher, wenn es dem Enzym ausgesetzt ist, das die Algen absondern; zurück bleiben harmlose Abbauprodukte.

 

„Die PETase-produzierenden Kieselalgen könnten zu einem klimafreundlichen Recycling von PET beitragen“, sagt Leitautor Daniel Moog. Ihm schweben Klärwerk-ähnliche Anlagen vor, in denen die modifizierte Alge das Mikroplastik der Ozeane abbaut. „Unsere Ergebnisse im Labor zeigen, dass sich mit diesem Ansatz prinzipiell PET aus Meerwasser entfernen lässt“, erklärt der Biologe. Nun gilt es, das biologische Plastikabbausystem weiter zu optimieren, um es für eine technische Umsetzung effizient nutzbar zu machen. (Quelle: Uni Marburg)

 

Originalveröffentlichung: Daniel Moog & al.: Using a marine microalga as a chassis for polyethylene terephthalate (PET) degradation, Microb. Cell Fact. (2019). doi: doi.org/10.1186/s12934-019-1220-z


hjo

 

 

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