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2025-11-09 05:00:00
ジャカルタ –
人間は最大 1 億 5,000 万トンのプラスチック廃棄物で世界の海洋を汚染したと推定されています。最近、多くの科学者が、最小のプラスチック粒子が海のバクテリアによって「食べられる」可能性があることを発見しました。どうやって？
推計によると、プラスチックは分解が難しく、世界的に人間の意識がまだ目覚めていないことを考慮すると、世界の海のゴミは今後も増え続けるだろう。この状況により、科学者たちは海のプラスチックを減らす方法、または簡単に分解する方法を模索し続けています。
キング・アブドラ科学技術大学（KAUST）の最近の研究では、特殊な酵素を産生する細菌の形をした海洋微生物の一種が発見された。この酵素はプラスチックを分解することができます ポリエチレンテレフタレート (PET) は硬質プラスチックの一種で、飲料ボトル、バケツ、合成繊維などに広く使用されています。
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バクテリアはどのようにしてプラスチックを食べることができるのでしょうか?
研究者によって発見された細菌は、PET 加水分解酵素、または一般に PETase: M5 モチーフとして知られる酵素の典型的な構造部分です。
「M5モチーフは、PETaseが最も機能し、PETプラスチックを分解できる時期を教えてくれる指紋のような役割を果たします」と海洋生態学者であり、この研究のリーダーの1人であるカルロス・ドゥアルテ氏はサイエンス・デイリー紙の報道で説明した。
「この発見は、これらの酵素が他の炭化水素分解酵素からどのように進化したのかを理解するのに役立ちます。」と彼は付け加えた。
ドゥアルテ氏によると、炭素が不足している海洋では、微生物が PETase 酵素を完成させて、新しい人工炭素源、つまりプラスチックを利用できるという。
KAUST Discovery レポートによると、PET プラスチックは長い間、自然に分解することが不可能であると考えられてきました。しかし、2016年に日本の科学者らがリサイクル工場でプラスチックを食べる細菌を発見したことで明るい兆しが見えてきた。
これらの細菌は、プラスチックを分解して基本成分に戻すことができる PETase 酵素を開発できることが知られています。しかし、同様の酵素が海洋でどのように進化したのかはまだ解明されていない。
プラスチックを食べる細菌が7つの海洋で発見される
その後、ドゥアルテ氏のチームの研究では、AI ベースの構造モデリング、大規模な遺伝子スクリーニング、実験室実験を組み合わせて、これに答えました。その結果、M5 モチーフが本物の PET と模造品の主な違いであることがわかりました。
実験室でのテストでは、完全な M5 モチーフを持つ海洋細菌が PET プラスチックを効果的に「消化」することができました。遺伝子発現解析では、M5-PETase 遺伝子が世界のさまざまな海域、特にプラスチックによる汚染がひどい海洋域で活動していることも示されています。
研究者らは、7つの海洋から収集した400以上の海洋サンプルから、水域の約80％に、表面のゴミの渦から栄養分が最小限に抑えられる深さ2キロメートルの深海に至るまで、M5モチーフが含まれていることを発見した。
「そのような環境では、合成炭素を利用できることが進化上の重要な利点になります」と、この研究を共同主導したKAUSTバイオインフォマティクス上級研究員のIntikhab Alam氏は説明した。
しかしドゥアルテ氏は、これらの微生物の自然な能力では海をきれいにするほどの速さはないと警告する。この場合、し尿によるリスクは海洋生物や人間そのものに影響を及ぼします。
「プラスチックが深海に到達すると、海洋生物と人間に対するリスクがすでに存在します」と同氏は述べた。
それでも、この発見は陸上でのリサイクル技術に新たな希望をもたらした。深海で進化した PETase 酵素は、リサイクルプラントにおけるより効率的な人工バージョンを設計するための自然モデルとなる可能性があります。
「M5 モチーフは、試験管内だけでなく、現実世界の条件下での酵素の構造変化を理解するための重要な青写真を与えてくれます」とドゥアルテ氏は語った。
「これを適切に活用できれば、プラスチック危機との戦いにおいて、廃棄物を食料源として利用する海洋微生物という予期せぬ味方が見つかるかもしれない」と同氏は結論付けた。
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#科学者が海洋でプラスチックを食べる細菌を発見人間の廃棄物を削減できるか