Как ГМО спасает планету и почему люди этому мешают

Первые успешные работы в этом направлении были опубликованы в 2018 году[111]. Сначала группа ученых выделила из бактерий сам фермент (белок), при помощи которого найденные ранее Ideonella sakaiensis расщепляют ПЭТ (кстати, назвали его ПЭТаза – «действующий на ПЭТ» фермент, о чем говорит традиционное окончание всех ферментов «-аза»). Потом, используя самые современные методы кристаллографии и построения 3D-структуры белков, ученые получили очень точную трехмерную, буквально поатомную, модель этого фермента. Затем к работе привлекли специалистов-биоинформатиков, которые помогли определить механизм работы данного фермента и спрогнозировать, как он поведет себя при определенных модификациях. Предсказанный в моделях модифицированный фермент собрали молекулярные биологи и показали, что теперь ему по зубам не только ПЭТ, но и ПЭФ (полиэтиленфураноат – новый вид биопластика, который достаточно хорошо перерабатывается уже существующими методами). Кроме того, фермент-мутант справлялся с задачей намного быстрее своего природного оригинала. С небольшим куском ПЭТ модифицированные бактерии могли расправиться уже всего за несколько дней. Хм, не очень-то быстро.

Совсем недавно, в пик второй волны пандемии, из-за которой проблема пластиковых отходов встала так остро, как никогда ранее – теперь нам потребовалось перерабатывать еще большее количество контейнеров от еды навынос, пакетов из доставки продуктов, упаковки, и конечно же масок и респираторов, – все той же группе ученых удалось совершить новый прорыв: объединив ранее созданный мутантный фермент ПЭТазу с другим ферментом – МГЭТазой (от «моно(2-гидроксиэтил)терефталат»), они смогли достичь ускорения деградации пластика при комнатной температуре в шесть раз! Идею такого объединения они также подсмотрели у бактерий, которые уже миллионы лет используют такую двойную систему для расщепления целлюлозы[112]. Суть двойной системы в том, что первую половину работы делает один фермент, превращая «сырье» в промежуточные продукты, а вторую половину работы заканчивает за него второй – подхватывает полученные на первом шаге промежуточные вещества и превращает их в готовый продукт, который и требовался бактериям или научившимся у них ученым.

Ученые, разумеется, даже не думают останавливаться на достигнутом: в планах еще больше увеличить скорость работы новой системы ферментов и придумать, как наиболее эффективно доставить ее на «рабочее место».

И если вам кажется, что все это существует лишь на бумаге, в отчетах по грантам и, ну в лучшем случае, в холодильниках лабораторий, то это тот самый случай, когда ошибаться очень приятно! Уже сегодня французская биотехнологическая компания Carbios при поддержке и сотрудничестве с гигантами Pepsi, Nestle и L’Oreal[113] на базе технологии, использующей генно-инженерные ферменты, реализует проект перехода на полностью новый технологический процесс по переработке использованной пластиковой тары для создания новой столь же высокого качества. По оценкам, переход индустриальных мощностей компаний-участниц на новые процессы должен занять 5 лет[114]. Используемый в данном проекте фермент способен переработать тонну пластиковых бутылок на 90 % всего за 10 часов! Правда, пока для работы ему необходимо нагревание до 70 °C. Кстати, именно этот фермент использовали при создании двуферментной системы для расщепления ПЭТ ученые из абзаца выше. В общем, с нетерпением ждем в этом направлении не только новых прорывов, но и все большего внедрения таких технологий в процессы разных компаний-производителей.

Конечно, вопросам безопасности для окружающей среды здесь отводится очень много времени и сил. Компании заранее готовятся к самому пристальному вниманию регуляторов и проверяющих организаций. Что ж, посмотрим, что ждет нас всего через пару лет. Но уже точно понятно, что этой главе понадобятся большие обновления.

2.6.2. Окружающая среда: и стаканчик ракетного топлива на десерт

Разливы нефти – еще одна огромная экологическая проблема. И с ней нам тоже могут помочь ГМ-бактерии.

Как все начиналось: 20 апреля 2010 года в Мексиканском заливе у берегов штата Луизиана (США) произошла одна из крупнейших техногенных катастроф в истории[115]. На полупогружной нефтедобывающей платформе Deepwater Horizon произошла авария, повлекшая за собой взрыв и утечку более 4 миллионов баррелей нефти (позднее это число еще увеличилось, так как ликвидация была сложной и продолжительной). Ущерб, нанесенный окружающей среде, был катастрофическим. Вместе с ликвидаторами на месте трагедии работали и ученые-микробиологи. Что же они искали?