Dass Bakterien den vor allem für Plastikflaschen verwendeten Kunststoff PET abbauen können, weiß man schon seit einigen Jahren: Mikroorganismen wie Ideonella sakaiensis – 2016 auf einer halbverrotteten PET-Flasche in Japan entdeckt – geben hierzu ein Enzym ab, genannt PETase. Dieses ist in der Lage, die Kettenmoleküle des Kunststoffs in seine Bestandteile zu zerlegen. „Das ist vor allem für den Abbau von Kleinstpartikeln interessant, zum Beispiel von Mikroplastik“, erklärt Nachwuchsgruppenleiter Daniel Moog von der Philipps-Universität Marburg. Ideonella sei jedoch nicht gut an das Salzwasser der Meere angepasst. „Das Bakterium an sich eignet sich aus diesem Grund nicht für die biologische Sanierung der belasteten Ozeane.“

Bakterienenzym in Alge eingebaut

Die Forschungsgruppe um Moog setzt alternativ auf die Meeres-Kieselalge Phaeodactylum tricornutum. Wie das Team im Fachjournal Microbial Cell Factories berichtet, bauten sie in die Alge eine maßgeschneiderte Version des Bakteriengens ein, das die Anleitung für das Enzym enthält. Anschließend prüften die Wissenschaftler, ob das abgesonderte Enzym tatsächlich PET und einen verwandten Kunststoff abbaut. Sie kultivierten zu diesem Zweck die Algen in Gefäßen, die zerkleinertes Plastik enthielten. Die Gruppe stellte fest, dass das Material Furchen und Löcher aufweist, wenn es dem Enzym ausgesetzt ist, das die Algen absondern. Zurück bleiben harmlose Abbauprodukte. Noch ist das jedoch Grundlagenforschung.

PET klimafreundlich recyceln

„Die PETase-produzierenden Kieselalgen könnten zu einem klimafreundlichen Recycling von PET beitragen“, ist Moog überzeugt. Ihm schweben abgegrenzte, Klärwerk-ähnliche Anlagen vor, in denen die modifizierte Alge das Mikroplastik der Ozeane abbaut. „Unsere Ergebnisse im Labor zeigen, dass sich mit diesem Ansatz prinzipiell PET aus Meerwasser entfernen lässt." Es gelte nun, das biologische Plastikabbausystem weiter zu optimieren, um es für eine technische Umsetzung effizient nutzbar zu machen.

am/bb