何でも食べられたらどうだろうか？プラスチックの生分解の約束と課題

要約

本記事では、微生物の世界と、プラスチック以外のほとんどのものを生分解する能力について探求します。プラスチックの製造に関する科学的背景と、その化学結合を分解することの困難さについて掘り下げます。また、プラスチック廃棄物の環境への影響と、現在のプラスチックリサイクルの状況についても論じます。最後に、プラスチックを生分解できる微生物や酵素に関する有望な研究と、克服すべき課題を検討します。

生分解の微生物の世界

微生物はどこにでも存在し、有機物を栄養素に分解する重要な役割を果たしています。細菌、古細菌、菌類は、困難な有機物を分解する強力な酵素を生成するように進化してきました。しかし、ほとんどの微生物が生分解できない1つの物質があります。それがプラスチックです。

プラスチックの課題

ほとんどのプラスチックは、石油、ガス、石炭から派生した分子から作られます。高温、高圧力、化学修飾を必要とするこのプロセスにより、自然界に存在するものとはかなり異なる人工的な重合体が生成されます。1950年代以降に登場したため、ほとんどの微生物はそれらを分解する酵素を進化させる時間がありませんでした。ほとんどのプラスチックの化学結合を分解するには高温が必要であり、これはほとんどの微生物にとって致命的です。その結果、ほとんどのプラスチックは生物的に分解されず、消化できない小さな粒子が無数に蓄積されます。

プラスチック廃棄物の環境への影響

人類は年間約4億トンのプラスチックを生産しており、そのうち80％がゴミとして廃棄されます。その廃棄物のうち、わずか10％がリサイクルされ、60％が焼却または埋立処分され、30％が環境に漏れ出し、何世紀もの間自然の生態系を汚染する可能性があります。推定1000万トンのプラスチック廃棄物が毎年海洋に流れ込み、食物連鎖を汚染するマイクロプラスチックの破片の形で主に存在します。

プラスチックを食べる微生物の約束

幸いなことに、プラスチックを生分解できる微生物が存在する可能性があります。2016年、日本の研究者が、比較的低温でPETポリマーを分解できる2つの酵素を含む細菌であるイデオネラ・サカイエンシス201-Fを発見しました。その後、研究者たちはこれらの酵素を組み合わせて改良し、PETを最大6倍速く分解できる超酵素を作り出しました。他の研究者たちは、PETプラスチックを70℃に達する環境で分解できる強力な分解酵素である葉枝堆肥カタナーゼを遺伝子工学的に改良しています。高温によってPETポリマーが弱くなり、消化しやすくなるためです。

直面する課題

これらの有望な展開にもかかわらず、PETはプラスチックの1種類にすぎず、豊富なPEやPPを含む他のすべての種類を生分解する方法がまだ必要です。研究者たちは、惑星上で最も過酷な環境で熱に耐えるプラスチックを食べる微生物を探し、より良いプラスチック分解酵素を開発する方法を模索しています。ただし、私たちはこれらの小さな助手だけに私たちの巨大な問題を解決することはできません。私たちはプラスチックとの関係を完全に見直し、既存のプラスチックをよりよく利用し、同じものを生産することをやめる必要があります。また、私たちは、私たちの成長するプラスチック食べる微生物が簡単に分解できるより環境に優しい種類の重合体を設計する必要があります。

結論

プラスチックの生分解の課題は大きいですが、プラスチックを食べる微生物の約束は、より持続可能な未来に向けた希望を提供しています。プラスチックを生分解する新しい方法を研究し、開発することで、プラスチック廃棄物の環境への影響を減らし、より循環型の経済に向けて進むことができます。しかし、私たちはまた、一回限りのプラスチックへの依存を減らすために、私たちのプラスチック消費に責任を持ち、取り組む必要があります。私たちが協力して、私たち自身と将来の世代のために、より清潔で健康的な惑星を創造することができます。