Penemuan Terbaharu: Bakteria Pemakan Plastik di Lautan – Kajian Mendedahkan Enzim yang Boleh Mengurai Polietilena

Penemuan Terbaharu: Bakteria Pemakan Plastik di Lautan – Kajian Mendedahkan Enzim yang Boleh Mengurai Polietilena. Pencemaran plastik merupakan krisis global yang semakin meruncing. Kini, saintis telah menemui bakteria yang mampu memakan dan mengurai plastik polietilena tereftalat (PET) melalui enzim khas yang dipanggil PETase. Penemuan ini membuka jalan kepada penyelesaian bioteknologi yang mampan untuk menangani masalah sisa plastik di lautan dan tapak pelupusan sampah.. Pengenalan: Krisis Plastik Global dan Harapan Baharu Setiap tahun, lebih 300 juta tan plastik dihasilkan di seluruh dunia, dan sebahagian besarnya berakhir di lautan atau tapak pelupusan sampah. Plastik polietilena tereftalat PET , yang digunakan secara meluas dalam botol minuman dan pembungkusan makanan, mengambil masa ratusan tahun untuk terurai secara semula jadi. Namun, satu penemuan saintifik yang mengejutkan pada tahun 2016 telah mengubah landskap pengurusan sisa plastik: sekumpulan penyelidik dari Jepun berjaya mengenal pasti bakteria yang secara semula jadi boleh memakan dan mengurai plastik PET. Penemuan Bakteria Ideonella sakaiensis Pasukan penyelidik dari Kyoto Institute of Technology dan University of Tokyo, yang diketuai oleh Dr. Kohei Oda dan Dr. Shosuke Yoshida, telah menerbitkan penemuan mereka dalam jurnal Science pada Mac 2016. Mereka mengasingkan bakteria daripada sampel tanah dan air sisa di sebuah kilang kitar semula plastik di Sakai, Jepun. Bakteria tersebut, yang dinamakan Ideonella sakaiensis 201-F6, didapati mampu menggunakan plastik PET sebagai sumber karbon utama untuk pertumbuhan. Kajian menunjukkan bahawa bakteria ini boleh mengurai filem PET nipis sepenuhnya dalam masa lebih kurang enam minggu pada suhu 30 darjah Celsius. Mekanisme Enzim PETase Keupayaan Ideonella sakaiensis untuk mengurai PET terletak pada dua enzim utama yang dihasilkannya: PETase dan MHETase. PETase bertanggungjawab untuk memecahkan rantai panjang polimer PET kepada unit yang lebih kecil, iaitu mono- 2-hydroxyethyl terephthalic acid MHET . Seterusnya, MHETase menghidrolisis MHET kepada dua monomer asas, iaitu asid tereftalik dan etilena glikol, yang kemudiannya digunakan oleh bakteria sebagai sumber tenaga dan karbon. Penemuan ini merupakan kali pertama saintis menemui enzim yang boleh mengurai plastik PET pada kadar yang ketara dalam persekitaran semula jadi. Pengubahsuaian Enzim untuk Kecekapan Lebih Tinggi Sejak penemuan asal, para penyelidik di seluruh dunia telah berusaha untuk meningkatkan kecekapan enzim PETase. Pada tahun 2018, satu pasukan dari University of Portsmouth dan National Renewable Energy Laboratory NREL di Amerika Syarikat, yang diketuai oleh Dr. John McGeehan, berjaya mengubah suai struktur enzim PETase untuk menjadikannya lebih cekap. Kajian yang diterbitkan dalam Nature pada April 2018 melaporkan bahawa enzim yang diubah suai, yang digelar 'PETase+', mampu mengurai plastik PET pada kadar 20% lebih cepat berbanding enzim asal. Malah, enzim ini juga boleh mengurai polietilena furanoat PEF , sejenis plastik berasaskan bio yang semakin popular. Implikasi dan Cabaran Penemuan enzim pemakan plastik ini membuka peluang besar dalam bidang bioteknologi alam sekitar. Antara aplikasi yang berpotensi termasuk pembangunan loji kitar semula berasaskan enzim yang boleh mengurai sisa plastik secara cekap tanpa menghasilkan bahan pencemar sekunder. Selain itu, enzim ini juga boleh digunakan dalam proses bioremediasi untuk membersihkan kawasan yang tercemar plastik, termasuk lautan dan pantai. Namun, terdapat beberapa cabaran yang perlu diatasi sebelum teknologi ini dapat diaplikasikan secara meluas. Antaranya ialah kos pengeluaran enzim yang masih tinggi, keperluan untuk menstabilkan enzim pada suhu dan pH yang berbeza, serta isu skalabiliti proses. Kajian Terkini dan Hala Tuju Masa Depan Pada tahun 2020, satu lagi kajian yang diterbitkan dalam Nature Communications oleh pasukan dari University of Greifswald, Jerman, berjaya mencipta varian enzim PETase yang lebih stabil pada suhu tinggi. Enzim ini boleh berfungsi dengan baik pada suhu melebihi 70 darjah Celsius, yang merupakan suhu biasa dalam proses kitar semula industri. Ini merupakan langkah penting ke arah pengkomersialan teknologi ini. Selain itu, penyelidik juga sedang meneroka kemungkinan menggabungkan enzim PETase dengan enzim lain untuk mengurai pelbagai jenis plastik, termasuk polietilena PE dan polipropilena PP , yang merupakan komponen utama sisa plastik di lautan. Kesimpulan Penemuan bakteria Ideonella sakaiensis dan enzim PETase telah membuka lembaran baharu dalam usaha menangani krisis pencemaran plastik global. Walaupun masih banyak cabaran yang perlu diatasi, potensi teknologi ini untuk mengurangkan sisa plastik di tapak pelupusan dan lautan adalah sangat besar. Dengan penyelidikan dan pembangunan yang berterusan, enzim pemakan plastik ini mungkin menjadi salah satu alat paling berkesan dalam memerangi pencemaran plastik pada masa hadapan. Saintis di seluruh dunia terus berusaha untuk meningkatkan kecekapan dan kestabilan enzim ini, dengan harapan dapat merealisasikan kitar semula plastik yang lebih mampan dan mesra alam.