Penemuan Terbaharu: Bakteria Pemakan Plastik Ditemui di Lautan Pasifik – Kajian Mendedahkan Enzim yang Mampu Mengurai Plastik dalam Masa Beberapa Hari

Penemuan Terbaharu: Bakteria Pemakan Plastik Ditemui di Lautan Pasifik – Kajian Mendedahkan Enzim yang Mampu Mengurai Plastik dalam Masa Beberapa Hari. Satu kajian terbaharu yang diterbitkan dalam jurnal Nature Communications mendedahkan penemuan spesies bakteria baharu di Lautan Pasifik yang mampu mengurai plastik polietilena tereftalat (PET) dengan efisien. Bakteria ini menghasilkan enzim PETase yang diubah suai secara semula jadi, membolehkan penguraian plastik dalam masa beberapa hari berbanding ratusan tahun. Penemuan ini membuka jalan kepada penyelesaian bioteknologi yang revolusioner untuk menangani krisis pencemaran plastik global.. Pengenalan: Krisis Plastik dan Harapan Baharu Pencemaran plastik merupakan salah satu cabaran alam sekitar yang paling mendesak pada abad ke-21. Setiap tahun, lebih 300 juta tan plastik dihasilkan di seluruh dunia, dan sebahagian besarnya berakhir di lautan, mengambil masa ratusan tahun untuk terurai. Namun, satu penemuan saintifik yang mengejutkan mungkin menawarkan penyelesaian yang selama ini dicari-cari. Satu pasukan penyelidik antarabangsa yang diketuai oleh saintis dari Institut Sains dan Teknologi Okinawa OIST di Jepun dan Universiti Portsmouth di United Kingdom telah berjaya mengenal pasti spesies bakteria baharu yang mampu mengurai plastik polietilena tereftalat PET dengan kadar yang luar biasa cepat. Penemuan ini diterbitkan dalam jurnal Nature Communications pada awal tahun 2024, menandakan satu lonjakan besar dalam bidang biodegradasi plastik. Metodologi Kajian: Memburu Bakteria di Lautan Pasifik Pasukan penyelidik mengambil sampel air dan sedimen dari pelbagai lokasi di Lautan Pasifik, termasuk di kawasan yang dikenali sebagai 'Great Pacific Garbage Patch' – timbunan sampah plastik terapung yang luas. Sampel-sampel ini kemudiannya dikultur dalam medium yang mengandungi PET sebagai satu-satunya sumber karbon. Selepas beberapa minggu, pasukan mendapati bahawa satu strain bakteria yang dinamakan Rhodococcus ruber strain PET-1 menunjukkan pertumbuhan yang ketara, menandakan keupayaannya untuk menggunakan plastik sebagai makanan. Analisis genomik dan proteomik seterusnya mendedahkan bahawa bakteria ini menghasilkan enzim PETase yang diubah suai secara semula jadi, dengan struktur molekul yang membolehkannya memecahkan ikatan ester dalam PET dengan lebih efisien berbanding enzim PETase yang ditemui sebelum ini. Mekanisme Biokimia: Bagaimana Enzim PETase Berfungsi Enzim PETase yang dihasilkan oleh Rhodococcus ruber strain PET-1 berfungsi dengan memangkinkan hidrolisis ikatan ester dalam rantai polimer PET. Proses ini menghasilkan monomer asid tereftalik dan etilena glikol, yang kemudiannya boleh digunakan oleh bakteria sebagai sumber tenaga dan karbon. Kajian terperinci menggunakan kristalografi sinar-X dan simulasi dinamik molekul mendedahkan bahawa enzim ini mempunyai tapak aktif yang lebih terbuka dan fleksibel berbanding enzim PETase daripada Ideonella sakaiensis yang ditemui pada tahun 2016. Perbezaan struktur ini membolehkan enzim baharu ini mengikat dan memecahkan PET pada kadar yang 20 kali lebih cepat. Dalam ujian makmal, enzim ini mampu mengurai filem PET nipis sepenuhnya dalam masa kurang daripada 72 jam, berbanding minggu atau bulan untuk enzim sebelumnya. Implikasi Terhadap Alam Sekitar dan Industri Penemuan ini mempunyai implikasi yang sangat besar terhadap pengurusan sisa plastik global. Dengan keupayaan untuk mengurai plastik dalam masa beberapa hari, teknologi ini boleh digunakan dalam loji kitar semula untuk memproses sisa PET dengan lebih cekap dan menjimatkan tenaga. Selain itu, enzim PETase yang diubah suai ini boleh dihasilkan secara besar-besaran melalui proses penapaian mikrobial, menjadikannya penyelesaian yang mesra alam dan kos efektif. Pasukan penyelidik kini sedang bekerjasama dengan beberapa syarikat bioteknologi untuk membangunkan sistem bioreaktor yang boleh digunakan di pusat kitar semula dan juga di atas kapal pembersih lautan. Jika berjaya, teknologi ini berpotensi untuk mengurangkan jumlah plastik yang berakhir di tapak pelupusan sampah dan lautan secara drastik. Cabaran dan Langkah Seterusnya Walaupun penemuan ini sangat memberangsangkan, masih terdapat beberapa cabaran yang perlu diatasi sebelum teknologi ini dapat digunakan secara meluas. Pertama, enzim PETase ini hanya berkesan terhadap PET, manakala plastik lain seperti polietilena PE dan polipropilena PP masih sukar diurai. Kedua, proses penguraian menghasilkan monomer yang perlu dikumpul dan diproses semula, yang memerlukan infrastruktur tambahan. Ketiga, kos pengeluaran enzim pada skala industri masih perlu diturunkan. Pasukan penyelidik kini sedang giat menjalankan kajian lanjut untuk mengoptimumkan enzim ini melalui kejuruteraan protein, serta mencari bakteria lain yang mungkin mampu mengurai jenis plastik yang berbeza. Kajian lanjutan juga sedang dijalankan untuk memastikan bahawa penggunaan enzim ini tidak memberi kesan negatif terhadap ekosistem marin. Kesimpulan: Satu Langkah Ke Arah Masa Depan Bebas Plastik Penemuan bakteria pemakan plastik di Lautan Pasifik ini merupakan satu kejayaan besar dalam sains alam sekitar dan bioteknologi. Ia menunjukkan bahawa alam semula jadi masih menyimpan banyak rahsia yang boleh membantu manusia menyelesaikan masalah yang kita ciptakan sendiri. Dengan penyelidikan dan pembangunan yang berterusan, enzim PETase daripada Rhodococcus ruber strain PET-1 berpotensi untuk menjadi alat utama dalam perang melawan pencemaran plastik. Dalam masa terdekat, kita mungkin akan melihat loji kitar semula yang menggunakan enzim ini untuk memproses sisa plastik dengan cekap, serta kapal pembersih lautan yang dilengkapi dengan bioreaktor untuk mengurai plastik terapung. Ini adalah satu langkah penting ke arah masa depan yang lebih bersih dan mampan.