消化しきれないものが何が起こるか：プラスチックの問題

概要：

今日私たちが使用する最も広く使われている材料の一つであるプラスチックは、ほとんどの微生物がプラスチックを分解できないため、環境問題が急速に拡大しています。人類は毎年、400億トンのプラスチックを生産しており、その80％が廃棄物として捨てられています。プラスチックの廃棄物は、陸地や海洋を汚染するだけでなく、野生動物や生態系にも悪影響を与えます。近年、一部のプラスチックを分解できる微生物が発見されましたが、ポリエチレンやポリプロピレンなどの強いプラスチックを分解するために必要な高温に耐えられるものはほとんどありません。私たちはプラスチックとの関係を見直し、より環境に優しい代替品を見つける必要があります。

プラスチックとは何か、なぜ分解が難しいのか？
プラスチック廃棄物の環境への影響は何か？
プラスチックを分解できる微生物は存在するか？
これらの微生物はプラスチックを分解するのにどの程度効果的か？
現在のプラスチック分解方法の制限は何か？
プラスチック廃棄物を減らし、より良い代替品を見つけるために私たちは何ができるか？
結論

プラスチックとは何か、なぜ分解が難しいのか？

プラスチックは、石油、ガス、石炭から精製された分子から作られた材料であり、ポリマーと呼ばれる長い繰り返し鎖に変換されます。プラスチックの製造プロセスには高温とさまざまな化学的修正が必要であり、これらの人工ポリマーは、自然界に存在するポリマーとはかなり異なります。ほとんどのプラスチックは1950年代以降しか存在していないため、ほとんどの微生物はそれらを分解するための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、それらを作成するために使用されるのと同様の高温が必要であり、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学的に分解されず、数え切れないほどの小さな消化不良の粒子に変わります。

プラスチック廃棄物の環境への影響は何か？

人類は毎年、およそ400億トンのプラスチックを生産し、そのうち80％が廃棄物として捨てられています。そのプラスチック廃棄物のうち、10％しかリサイクルされず、60％が焼却されるか埋立地に投棄され、30％が環境に漏れ出して、数世紀にわたって自然の生態系を汚染します。プラスチック廃棄物は、食物連鎖を汚染するマイクロプラスチックの破片として、海洋に入ります。プラスチック廃棄物は野生動物や生態系に悪影響を与え、大きな環境問題となっています。

プラスチックを分解できる微生物は存在するか？

2016年に、日本の研究者たちは、PETポリマーを分解することができる2つの酵素を含む細菌Ideonella sakaiensis201-F6を発見しました。研究者たちは、これらのプラスチック分解酵素のコーディングする遺伝子を分離して組み合わせ、PETを最大6倍速く分解できる超酵素を作り出すことができました。また、別の日本の科学者たちは、高温環境に適応した