PET-muovin hajotuksen tehostaminen geenitekniikan avulla

Abstract

Muoveja ja muovituotteita käytetään laajasti ympäri maailman, niiden ongelmallisuus tulee kuitenkin esiin vasta kierrätyskysymyksissä. Biologinen kierrätys on nousemassa yhä vahvemmin varteenotettavaksi vaihtoehdoksi perinteisten kierrätysmenetelmien rinnalle. Ideana olisi luoda sykli, jossa muovijäte voitaisiin hyödyntää uudelleen muovin raaka-aineeksi, jolloin niiden käyttöominaisuudet säilyvät samana. PET-muovit ovat laajasti sovellettu muovilajike, jota löytyy esimerkiksi pakkausmateriaaleista ja muovipulloista. Se on ominaisuuksiltaan lujaa ja helposti muotoiltavaa, mikä tekee siitä yleisesti käytetyn muovilajin. Kuitenkin kierrätettäessä perinteisin menetelmin sen ominaisuudet heikke nevät jokaisen käyttökerran jälkeen ja PET-muovin päätyminen kaatopaikoille ja vesistöihin on ongelma. PET-muoveja hajottavia, mikrobien tuottamia entsyymejä on löydetty jo useita. Niiden kyky hajottaa muoveja ja käyttö teollisissa sovelluksissa sellaisenaan ei kuitenkaan onnistu joko liian vähäisen entsyymien ilmaantuvuuden tai vakauden vuoksi. Geenitekniikan avulla on mahdollista parantaa näitä entsyymejä, jolloin ne toimivat paremmin PET-muovin hajotuksessa. Lupaavimpina PET-muovin hajotuksen entsyymeinä ovat tällä hetkellä Ideonella sakaiensiksen tuottama PETaasi sekä Leaf Branch compost kutinaasi. Näiden entsyymien muokkaus geneettisesti voisi tulevaisuudessa mahdollistaa teollisten laitosten rakentamisen, jossa PET-muovijäte voitaisiin hyödyntää sellaisenaan esimerkiksi uuden PET-muovin raaka-aineiksi. Tässä kandidaatin työssä perehdytään PET-muoviin, sitä hajottaviin mikrobeihin ja entsyymeihin, biologisen kierrätyksen haasteisiin sekä geenitekniikan luomiin mahdollisuuksiin. Lisäksi tarkastellaan muutamaa teollista sovellusta aiheeseen liittyen ja luodaan katsaus tulevaisuuden näkymiin.