Penemuan Terbaharu: Bakteria Pemakan Plastik – Ideonella sakaiensis Mampu Mengurai PET dalam Masa Beberapa Minggu

Penemuan Terbaharu: Bakteria Pemakan Plastik – Ideonella sakaiensis Mampu Mengurai PET dalam Masa Beberapa Minggu. Para saintis Jepun telah menemui spesies bakteria baharu, Ideonella sakaiensis, yang mampu mengurai dan mencerna plastik polietilena tereftalat (PET) dalam masa beberapa minggu. Penemuan yang diterbitkan dalam jurnal *Science* ini membuka potensi besar dalam bioremediasi sisa plastik global. Kajian menunjukkan bakteria ini menggunakan dua enzim khusus untuk memecahkan ikatan kimia PET, menawarkan harapan baharu untuk menangani pencemaran plastik yang semakin kritikal.. Pengenalan: Krisis Plastik Global dan Harapan Baharu Setiap tahun, dunia menghasilkan lebih 300 juta tan sisa plastik, dengan sebahagian besarnya berakhir di lautan dan tapak pelupusan sampah. Polietilena tereftalat PET , plastik yang biasa digunakan dalam botol minuman dan pembungkusan makanan, adalah antara yang paling sukar diurai secara semula jadi. Dianggarkan botol PET memerlukan sehingga 450 tahun untuk terurai sepenuhnya di alam sekitar. Namun, satu penemuan saintifik yang diterbitkan dalam jurnal Science pada tahun 2016 telah mengubah landskap ini secara radikal. Pasukan penyelidik dari Institut Teknologi Kyoto dan Universiti Keio, Jepun, berjaya mengasingkan spesies bakteria baharu yang secara aktif memakan PET sebagai sumber karbon utama. Metodologi Kajian: Memburu Bakteria di Tapak Kitar Semula Penyelidik yang diketuai oleh Dr. Shosuke Yoshida dan Profesor Kohei Oda mengumpul sampel tanah, enap cemar, dan air sisa dari sebuah kilang kitar semula plastik di Sakai, Jepun. Mereka menyaring lebih 250 sampel untuk mencari mikroorganisma yang boleh hidup pada PET sebagai satu-satunya sumber karbon. Selepas beberapa bulan pengkulturan, mereka menemui satu strain bakteria yang kemudiannya dinamakan Ideonella sakaiensis 201-F6. Bakteria ini menunjukkan keupayaan luar biasa untuk melekat pada permukaan filem PET dan mula merosakkannya dalam masa beberapa hari. Kajian lanjut menggunakan mikroskop elektron dan analisis kimia mengesahkan bahawa bakteria ini benar-benar mengurai PET menjadi molekul yang lebih ringkas. Mekanisme Biokimia: Dua Enzim Ajaib Ideonella sakaiensis menggunakan dua enzim utama untuk memecahkan PET. Enzim pertama, PETase, bertanggungjawab memotong rantai panjang polimer PET menjadi unit yang lebih kecil seperti mono 2-hydroxyethyl terephthalic acid MHET . Enzim kedua, MHETase, kemudiannya menghidrolisis MHET menjadi dua monomer asas: asid tereftalik dan etilena glikol. Kedua-dua monomer ini kemudiannya diserap oleh bakteria dan digunakan sebagai sumber tenaga dan karbon untuk pertumbuhan. Kajian struktur kristal PETase yang diterbitkan dalam Nature Communications pada 2018 mendedahkan bahawa enzim ini mempunyai poket aktif yang unik yang membolehkannya mengikat dan memotong ikatan ester dalam PET dengan cekap. Penemuan ini membuka jalan untuk kejuruteraan enzim yang lebih efisien untuk aplikasi industri. Keputusan dan Implikasi: Potensi Bioremediasi Global Dalam ujian makmal, Ideonella sakaiensis berjaya mengurai filem PET nipis 0.2 mm tebal dalam masa kira-kira enam minggu pada suhu 30°C. Walaupun kadar ini masih perlahan berbanding dengan penguraian plastik secara kimia atau terma, kelebihan utama kaedah biologi ini ialah ia mesra alam dan tidak memerlukan bahan kimia toksik atau suhu tinggi. Para penyelidik juga mendapati bahawa bakteria ini boleh membentuk biofilm pada permukaan plastik, meningkatkan kecekapan penguraian. Kajian susulan oleh kumpulan penyelidik lain telah berjaya meningkatkan aktiviti PETase melalui mutasi terarah, menghasilkan enzim yang 20 kali lebih cepat daripada versi asal. Ini menunjukkan potensi besar untuk pembangunan teknologi bioremediasi berskala besar. Cabaran dan Hala Tuju Masa Depan Walaupun penemuan ini sangat memberangsangkan, beberapa cabaran perlu diatasi sebelum Ideonella sakaiensis boleh digunakan secara meluas. Pertama, bakteria ini hanya berfungsi pada PET, manakala plastik lain seperti polietilena PE dan polipropilena PP masih tidak terurai. Kedua, suhu optimum untuk aktiviti enzim adalah sekitar 30°C, yang mungkin tidak sesuai untuk aplikasi di kawasan beriklim sejuk. Ketiga, pengeluaran enzim secara besar-besaran masih mahal. Walau bagaimanapun, penyelidik sedang giat berusaha untuk mengatasi halangan ini melalui kejuruteraan genetik dan biologi sintetik. Beberapa syarikat permulaan seperti Carbios di Perancis dan BioCollection di Jepun telah mula mengkomersialkan teknologi berasaskan enzim PETase untuk kitar semula plastik. Kesimpulan: Satu Langkah Kecil untuk Bakteria, Satu Lompatan Besar untuk Alam Sekitar Penemuan Ideonella sakaiensis membuktikan bahawa alam semula jadi masih menyimpan rahsia yang boleh membantu manusia menyelesaikan masalah yang kita cipta sendiri. Bakteria ini bukan sahaja menawarkan penyelesaian biologi untuk krisis plastik, tetapi juga membuka bidang penyelidikan baharu dalam biodegradasi polimer sintetik. Dengan pengubahsuaian lanjut, enzim PETase berpotensi menjadi alat utama dalam industri kitar semula, mengurangkan pergantungan kepada bahan api fosil untuk menghasilkan plastik baharu. Seperti yang dinyatakan oleh Dr. Yoshida dalam temu bual dengan Nature , "Kami hanya menggaru permukaan. Masih banyak mikroorganisma di luar sana yang menunggu untuk ditemui." Penemuan ini mengingatkan kita bahawa kadangkala penyelesaian kepada masalah terbesar manusia boleh datang dari tempat yang paling tidak dijangka – dalam kes ini, dari sekeping tanah di sebuah kilang kitar semula di Jepun.