몇 시간 만에 플라스틱을 분해할 수 있는 효소를 개발하는 엔지니어

사진: 자가트/예비포토스

점점 더 많은 사람들이 플라스틱 없는 삶을 살려고 시도하고 있지만, 우리 모두는 매일매일 플라스틱을 완전히 제거하는 것이 어려울 수 있다는 것을 알고 있다.플라스틱은 편리할 수 있지만, 분해하는 데 수백 년이 걸릴 수 있는데, 이것은 환경에 좋지 않다.텍사스에서 나오는 뉴스가 플라스틱을 완전히 제거할 수는 없더라도 빨리 분해할 수 있는 방법이 있다는 희망을 주는 것도 이 때문이다.

네이처에 발표된 새로운 연구에서 텍사스 오스틴 대학의 엔지니어들은 플라스틱을 분해하는 초고속 효소의 창조를 공유한다.효소 변형은 매우 잘 작용해서 종종 몇 시간이나 며칠 안에 플라스틱을 분해할 수 있다.이 작업은 지구 폐기물의 12%를 차지하는 대부분의 포장재에서 흔히 발견되는 고분자 PET에 초점을 맞추고 있다.

 

플라스틱을 먹는 효소인 페타제는 2016년 일본의 한 폐기물 시설에서 처음 발견됐다.그 이후로, 전 세계의 연구원들은 이 야생 효소를 이용하고 그것의 기능을 향상시키기 위해 그것을 조작하기 위해 노력해왔다.그리고, 텍사스 엔지니어들이 바로 그 일을 해낸 것 같다.

그들은 그들의 효소 변종인 FAST-PETase(기능성, 활동성, 안정성, 내성성 PETase)라고 이름 붙였다.이 변종을 만들기 위해 연구원들은 기계 학습을 사용하여 자연적인 PETase에 돌연변이를 발생시켰다.그들이 사용한 모델은 어떤 돌연변이가 저온에서 빠르게 소비자 플라스틱을 분해할 것인지를 예측하는 데 도움이 되었다.이러한 지식을 활용하여 FAST-PETase를 제작할 수 있었다.

UT 오스틴의 맥케타 화학공학과 할 알퍼 교수는 "이러한 첨단 재활용 과정을 활용할 가능성은 산업 전반에 걸쳐 무궁무진하다"고 말한다."이는 명백한 폐기물 관리 산업을 넘어, 모든 분야의 기업들이 그들의 제품을 재활용하는데 앞장설 수 있는 기회를 제공한다.이러한 보다 지속 가능한 효소 접근법을 통해 진정한 원형 플라스틱 경제를 상상하기 시작할 수 있다."

 

연구원들이 10년 넘게 플라스틱을 먹는 효소를 연구해오고 있는 동안, 아무도 플라스틱을 효과적으로 운반하고 대량으로 저렴하게 만드는 데 필요한 저온에서 작용하는 효소를 만드는 방법을 알아내지 못했다.그것이 FAST-PETase가 50°C(122°F) 미만의 온도에서 플라스틱을 분해하기 시작함에 따라 혁명적인 모습을 만드는 것이다.

연구진은 이미 FAST-PETase에 대한 특허를 출원했으며 이제 효소 생산 규모를 늘리는 작업에 착수할 예정이다.쓰레기 매립지와 고폐기물 산업은 명백한 사용 대상이지만, 과학자들은 또한 쓰레기 매립지의 효소가 환경 교정조치 동안에 작용하는 것을 상상한다.

알퍼는 "환경 정화 응용을 고려할 때 주변 온도에서 활동할 수 있는 효소가 필요하다"고 설명한다.이 요건은 앞으로 우리 기술이 큰 우위를 점할 수 있는 부분이다."