Polyethylenterephalat, besser bekannt als PET, ist einer der wichtigsten Kunststoffe weltweit. Nur ein geringer Teil der Produktion findet jedoch später den Weg ins Recycling – weit mehr Material landet in der Umwelt. Bis sich dort beispielsweise eine Flasche aus PET aufgelöst hat, dauert es nach Angaben des Umweltbundesamtes bis zu 450 Jahre. Bereits im Jahr 2016 fanden Forscher erstmals ein Bakterium, das in der Lage ist, den Kunststoff zu zersetzen. Bis heute sind aber nur wenige Enzyme beschrieben, die diese Fähigkeit besitzen. Biologen um Wolfgang Streit vom Biozentrum Klein Flottbek der Universität Hamburg haben jetzt herausgefunden, dass es weitaus mehr Bakterienarten gibt, die PET abbauen können.

Nur 350 Treffer in 16 Gigabyte DNA

Im Fachjournal „Applied and Environmental Microbiology“ schildern die Biologen, wie sie in globalen Datenbanken nach Erbgutsequenzen gesucht haben, die auf geeignete Enzyme hindeuten. In 16 Gigabyte Sequenzdaten von Wasser- und Landmikroorganismen fanden sie schließlich rund 350 wahrscheinliche Treffer. Diese Anzahl ist nun größer als ursprünglich vermutet, aber dennoch sind derartige Enzyme – sogenannte PET-Hydrolasen – auch weiterhin sehr selten.

Überwiegend gehören die Enzyme zu Bakterien der Stämme Actinobacteria, Proteobacteria and Bacteroidetes. Damit besitzen Mikroorganismen die Fähigkeit zum PET-Abbau, die erstaunlich wenig stammesgeschichtliche Verwandtschaft miteinander aufweisen: „Wir waren überrascht, dass die beteiligten Bakterienarten viel diverser sind, als bisher angenommen“, betont Mikrobiologe Streit. Bemerkenswert war für den Professor zudem, dass bei marinen Organsimen vor allem Vertreter des Stammes Bacteriodetes PET-Hydrolasen besitzen, wohingegen es bei den terrestrischen Organismen vor allem die beiden anderen Stämme sind.

Vier Enzyme näher beschrieben

Vier dieser Enzyme wählten die Forscher aus, um sie näher zu untersuchen. „Unsere Charakterisierung erweitert das Verständnis von den PET-Abbaumechanismen durch Bakterien. Es bestätigte sich jedoch, dass der Abbau von PET durch die Bakterien prinzipiell sehr langsam ist“, resümiert Streit.

Mit Blick auf das wachsende Müllproblem durch Kunststoff heißt das: Die Natur hat zwar Wege gefunden, PET wieder loszuwerden, aber bis auf dieser Basis ein industrielles Verfahren entwickelt wird, um Plastik im großen Stil durch Bakterien zu vernichten, ist noch viel Forschung gefragt.

bl