Lebbra antiplastica: dalla fantasia alla realtà.

Claudio Della Volpe

Una delle serie più longeve della TV è quella di Doctor Who, un personaggio a metà fra lo scienziato e lo stregone che viaggia avanti e indietro nel tempo e nello spazio in una astronave con le apparenze di cabina telefonica inglese, originario di un altro pianeta ma con l’aspetto di un terrestre che lotta contro i cattivi e per la giustizia; partita negli anni 60 sulla BBC, dunque quasi 60 anni fa, è ancora sulla breccia. Incredibile.

Uno degli autori con più successo delle storie del Doctor Who è stato KIT Pedler, ossia Christopher Magnus Howard “Kit” Pedler, capo del dipartimento di microscopia elettronica dell’istituto di oftalmologia dell’Università di Londra, che è stato un noto autore di libri di fantascienza.

Pedler insieme con Gerry Davis curò un altro programma di fantascienza della BBC Doomwatch.

Il tema di una delle puntate di Doomwatch fu poi usato per scrivere nei primi anni 70 un libro destinato ad un notevole successo, Mutante 59, il mangiatore di plastica, tradotto in italiano con il titolo di Lebbra antiplastica.  Nel libro una mutazione spontanea di alcuni batteri li porta ad attaccare la plastica e produce una gran quantità di disastri prima di essere debellata.

Lo spirito degli autori va in controtendenza rispetto al clima di scienza ultrapossente che spadroneggiava all’epoca, con l’idea che la catastrofe possa annidarsi dove meno ce lo aspettiamo.

Pendler fu anche autore di un libro sull’ecologia del pianeta e sull’ipotesi Gaia, sviluppata da James Lovelock, un modo di spiegare ed introdurre nella scienza i meccanismi di retroazione che rendono la biosfera un sistema complesso e omeostatico, in un universo in continua trasformazione.Insomma un esponente indomito di quella scuola materialista, utopista inglese che vide fra i suoi esponenti di punta il grande biologo JBS Haldane.

L’idea di batteri che potessero “mangiare” la plastica, che è un prodotto sintetico, non naturale è tornata a più riprese non solo nella letteratura, ma sempre più anche nella ricerca; e in anni recenti si è tramutata in ricerca di punta con lo scopo di rendere la plastica un materiale effettivamente riciclabile. Ci sono state osservazioni fortunate, serendipità vera e propria di cui abbiamo reso conto in un post del 2017 (La serendipità della camola) la scoperta delle capacità di digerire la plastica di un comune insetto, la camola del miele.

In realtà ci sono vari organismi che sono in grado di digerire certi tipi di plastica grazie anche alla simbiosi con batteri.

Plodia interpunctella e Galleria mellonella (la camola) , si è dimostrato che possono digerire il PE il primo certamente attraverso l’azione della sua flora intestinale, Enterobacter asburiae e un tipo di Bacillus. Ma si sa che esistono altri casi come Aspergillus tubingensis e Pestalotiopsis microspora, due funghi che digeriscono il poliuretano.

Vi riferisco qua dei tre sistemi enzimatici in grado di aggredire il PET che sono stati scoperti e migliorati in questi ultimi anni.

Nel 2016 Yoshida e collaboratori del Kyoto Institute of Technlology scoprirono un batterio la Ideonella Sakaiensis in grado attraverso due enzimi specifici di degradare il PET a acido tereftlaico e etilenglicole.

I due enzimi chiamati PETasi e MHETasi sono di dimensioni alquanto diverse come appurato da ricerche sucessive. . Nell’aprile 2018 la struttura del Petase è stata decodificata grazie a una ricerca condotta fra Gran Bretagna e Stati Uniti (2)e pochi giorni fa è stata decodificata anche quella del secondo enzimaLa PETasi è la prima forbice a entrare in azione, scomponendo la plastica in frammenti; quindi la MHETasi, molto più grande del primo enzima, scompone i frammenti fino a ottenere gli elementi di base del Pet, ossia l’acido tereftalico e il glicole etilenico.

La conoscenza dei due enzimi e del loro meccanismo di azione apre la possibilità della loro riprogettazione (attraverso modifiche geniche dei batteri) e del loro miglioramento in termini di efficienza, con potenziali enormi ricadute applicative per quanto riguarda l’economia circolare.

Riferimenti.

1) Science, 1196 11 MARCH 2016 • VOL 351 ISSUE 6278

A bacterium that degrades and assimilates poly(ethylene terephthalate) Shosuke Yoshida et al.

 

2) E4350–E4357 | PNAS | vol. 115 | no. 19

Characterization and engineering of a plastic-degrading aromatic polyesterase

Harry P. Austin   et al

3) NATURE COMMUNICATIONS | (2019)10:1717 | https://doi.org/10.1038/s41467-019-09326-3 | http://www.nature.com/naturecommunications

Structure of the plastic-degrading Ideonella sakaiensis MHETase bound to a substrate Gottfried J. Palm et al.

5 pensieri su “Lebbra antiplastica: dalla fantasia alla realtà.

  1. Visto che si tratta di polietilentereftalato idrolasi e mono-(2-idrossietil)tereftalato idrolasi, i corrispettivi italiani di PETase e MHETase dovrebbero rispettivamente essere PETasi e MHETasi.

  2. La degradazione del PET in glicol etilenico e acido tereftalico per via enzimatica rappresenta senz’altro un progresso nel riciclo di tale plastica, come faceva notare Rinaldo Cervellati nel suo post del 28 marzo 2018, descrivendo l’azione di una cutinasi glicosilata. In questo post, si citano altri due enzimi di origine batterica, dei quali di recente sono stati determinati la struttura e il meccanismo di azione sulla degradazione del PET. Questi due enzimi aprono prospettive nel riciclo del PET assai promettenti. Come chimici dobbiamo rallegrarci, ma anche evitare entusiasmi eccessivi. Il riciclo per difficoltà teoriche e pratiche non è mai completo (come in questo blog è stato più volte sottolineato), quindi anche nel caso del PET vi sarà sempre una parte che finirà in discarica o verrà bruciata negli inceneritori. Inoltre, vi è il rischio che le industrie del settore prendano a pretesto i miglioramenti tecnologici nel riciclo per un ulteriore aumento della produzione, che già galoppa. Se vogliamo passare a un’economia circolare, è necessario che la produzione e il consumo si orientino verso la sostenibilità e la sobrietà: la tecnologia non basta.

    • Ringrazio Braccini di cui condivido totalmente l’idea che il problema non sia tecnico ma politico; l’ho scritto, lo abbiamo scritto più volte; d’altronde nel caso dei materiali polimerici la presenza anche debordante di polimeri quasi totalmente non riciclabili (esempio, ma solo esempio il PVC) è tale che se uno invece offre progressi tali da far parlare di riciclo elevato come il PET, beh parliamone. Il problema PET è casomai che ha una vita brevissima; mentre il PVC ha una vita anche di 20 anni il PET ha una vita a volte di pochi mesi; tutti questi aspetti sono da considerare e non sono banali affatto, potrebbe capitare che il PET riciclato al 95% ma con una vita media di sei mesi sia peggio come LCA di un PVC riciclato al 20% diciamo ma con una vita media 40 volte più lunga (0.95^40=0.13); ci vorrebbe un bel progetto su questo che desse indicazioni chiare da parte della comunità chimica nazionale ed internazionale.Trovo invece l’argomento poco frequentato. Casomai mi sbaglio, mi farebbe piacere avere interventi su questo tema.

  3. Pingback: Lebbra antiplastica di Kit Pedler e Gerry Davis – SfogliaLibri

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