İlk kez görüldü… Dünyayı plastik yiyen bakteri kurtaracak

Guardian’da yer alan habere göre çöpü parçaladıkça, bakteri enerji için plastikteki karbonu topladı, bunu büyümek, hareket etmek ve daha da fazla plastiğe aç bakteriye bölünmek için kullandı. Normalde anladığımız el-ağız-mide şeklinde olmasa bile, bakteri plastiği yiyordu.

Bilim insanları Kyoto Teknoloji Enstitüsü’nde profesör olan Kohei Oda’nın ekibiydi. Oda’nın ekibi, çoğu içecek şişesinde kullanılan aynı tür plastikten yapılan polyester gibi sentetik kumaşları yumuşatabilecek maddeler arıyordu. Oda bir mikrobiyolog ve hangi bilimsel sorunla karşılaşılırsa karşılaşılsın, mikropların muhtemelen çoktan bir çözüm bulduğuna inanıyor. “İnsanlara diyorum ki, doğanın bu kısmını çok dikkatli izleyin. Genellikle çok iyi fikirleri vardır,” diyor Oda.

İLK KEZ GÖRÜLÜYOR

Oda ve meslektaşlarının o çöplükte buldukları şey daha önce hiç görülmemişti. Plastik yüzeyine saldırmak için basit bir yol geliştirmiş olan bir mikro organizma keşfetmeyi umuyorlardı. Ancak bu bakteri bundan çok daha fazlasını yapıyordu, plastiği tamamen parçalıyor ve temel besin maddelerine dönüştürüyor gibi görünüyordu.

Plastik kirliliğinin boyutlarının aşırı farkında olan bizim bakış açımızdan, bu keşfin potansiyeli çok açık görünüyor. Ancak Oda, 2001 yılında (“mikroplastik” teriminin kullanılmaya başlanmasından henüz üç yıl önce) bunun “büyük ilgi çeken bir konu olarak görülmediğini söyledi. Ekibinin bir araya getirdiği bakterilerle ilgili ön makaleler hiçbir zaman yayınlanmadı.

2,5 MİLYAR TON PLASTİK

Grubun keşfinden bu yana geçen yıllar içinde plastik kirliliğini görmezden gelmek imkansız hale geldi. Bu yaklaşık 20 yıllık süre zarfında 2,5 milyar ton plastik atık ürettik ve her yıl yaklaşık 380 milyon ton daha üretiyoruz ve bu miktarın 2060 yılına kadar üç katına çıkacağı tahmin ediliyor.

Pasifik Okyanusu’nun ortasında Büyük Britanya’nın yedi katı büyüklüğünde bir plastik çöp yığını bulunuyor ve plastik atıklar dünyanın dört bir yanında sahilleri tıkıyor, çöp sahalarını dolduruyor. Minyatür ölçekte, mikroplastik ve nanoplastik parçacıklar, bitkilerin köklerinden geçerek meyve ve sebzelerde bulunmuştur. Neredeyse her insan organına yerleşmiş olarak bulunmuşlardır, anne sütü yoluyla anneden çocuğa bile geçebilirler.

Plastikleri parçalamak veya geri dönüştürmek için kullanılan mevcut yöntemler ne yazık ki yetersizdir. Plastik geri dönüşümünün büyük çoğunluğu, plastiği oluşturan lifleri yıpratan ve koparan, onları daha düşük kaliteli bir halde bırakan bir kırma ve öğütme aşamasını içermektedir. Cam veya alüminyum bir kap eritilip sınırsız sayıda yeniden şekillendirilebilirken, örneğin bir su şişesinin pürüzsüz plastiği her geri dönüştürüldüğünde bozulur. Geri dönüştürülen bir plastik şişe, alacalı bir torbaya, bu torba da lifli ceket yalıtımına dönüşür, bu da daha sonra bir daha asla geri dönüştürülmemek üzere yol dolgusu haline gelir. Bu en iyi durum senaryosudur. Gerçekte, neredeyse hiç plastik – sadece %9 – bir geri dönüşüm tesisine girmemektedir.

Plastiği bertaraf etmek için bulduğumuz tek kalıcı yol, her yıl yaklaşık 70 milyon ton plastiğin kaderi olan yakmadır – ancak yakma, plastikteki karbonun yanı sıra karışmış olabileceği zararlı kimyasalları havaya salarak iklim krizini tetikler.

Keşiflerinden sonraki yıllarda Oda ve şimdi profesör olan öğrencisi Kazumi Hiraga yazışmaya ve deneyler yapmaya devam ettiler. Nihayet 2016’da çalışmalarını prestijli Science dergisinde yayınladıklarında plastik krizine çözüm arayan bir dünyada bu çalışma ilgi rekorları kırdı. Oda ve meslektaşları, çöplükte keşfettikleri bakteriye, bulunduğu Sakai şehrinden esinlenerek Ideonella sakaiensis adını verdiler ve makalede, bakterinin ürettiği, giysi ve ambalajlarda en yaygın bulunan plastik olan polietilen tereftalatı (PET) parçalamasını sağlayan özel bir enzimi tanımladılar. Makale basında geniş yer buldu ve şu anda 1.000’den fazla bilimsel atıf alarak tüm makaleler arasında ilk sıralarda.

MİKROORGANİZMALARIN GİZLİ DÜNYASI

Ancak asıl umut, bunun tek bir plastik türünü yiyebilen tek bir bakteri türünün ötesine geçmesidir. Geçtiğimiz yarım yüzyılda mikrobiyoloji – bakteriler ve bazı mantarlar da dahil olmak üzere küçük organizmaların incelenmesi – Amerikan Mikrobiyoloji Derneği’nin eski başkanı ve Obama Beyaz Sarayı’nın bilim danışmanı Jo Handelsman’ın Darwin’in evrimi keşfinden bu yana muhtemelen en önemli biyolojik ilerleme olarak tanımladığı bir devrim geçirdi.

Artık mikro-organizmaların bizimkilerle iç içe geçmiş geniş ve gizli bir dünya oluşturduğunu biliyoruz. Onların çeşitliliğini ve çoğu zaman inanılmaz güçlerini yeni yeni kavramaya başlıyoruz. Pek çok bilim insanı Oda’nın görüşünü benimsemeye başladı, üzerinde çalıştığımız, çözülmesi zor görünen pek çok sorun için mikroplar çoktan bir çözüm bulmaya başlamış olabilir.

TEK YAPMAMIZ GEREKEN BAKMAK

Neyse ki, son kırk yılda bilim insanları enzimlerin mühendisliği ve manipülasyonu konusunda oldukça yetkin hale geldi. Portsmouth Üniversitesi’nde moleküler biyofizik profesörü olan Andy Pickford, plastik çiğneme söz konusu olduğunda, “Ideonella enzimi aslında evrimsel gelişiminin çok başlarında” diyor. İnsan bilimcilerin hedefi, bu enzimi yolun geri kalanına taşımak.

Herhangi bir canlı organizma daha büyük bir bileşiği – ister bir DNA dizisi, ister karmaşık bir şeker ya da plastik olsun – parçalamak istediğinde, bu görev için özelleşmiş, hücre içindeki küçük moleküler makineler olan enzimlere başvurur.

Enzimler kimyasal reaksiyonların mikroskobik ölçekte gerçekleşmesine yardımcı olarak, bazen reaktif atomları bağlamak için birbirine yaklaştırarak veya karmaşık molekülleri belirli noktalarda bükerek onları daha zayıf ve parçalanma olasılığı daha yüksek hale getirerek çalışır.

Bu güç kulağa tanrısal geliyor, ancak birçok sınırlama var. ABD hükümetinin Colorado’daki Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı’nda (NREL) araştırmacı olan Elizabeth Bell, “Genellikle iki adım ileri, bir adım geri” diyor. Evrimin kendisi ödünleşimler içeriyor ve bilim insanları çoğu enzimin nasıl çalıştığını anlasa da, daha iyi çalışmalarını sağlayacak ince ayarları tahmin etmek hala zor. Bell, “Mantıksal tasarım çok iyi çalışmama eğiliminde, bu yüzden başka yaklaşımlar benimsememiz gerekiyor” diyor.