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プラスチックを消化分解する酵素、研究過程で偶然作製 米英チーム

AFPBB News のロゴ AFPBB News 2018/04/17 14:24

【AFP=時事】プラスチックを消化分解する酵素を偶然に作製したとの研究結果を、米国と英国の研究チームが16日に発表した。この成果は今後、深刻化するプラスチック汚染問題を解決に導く助けになる可能性があるという。

 世界の海に投棄されるプラスチックは毎年800万トンを超える。そのため、石油に由来するプラスチック製品の有毒な残留物が人の健康や環境に与える影響をめぐり懸念が高まっている。リサイクルの取り組みも進められてはいるが、大半のプラスチックは長期にわたって環境に残存する恐れがあり、研究者らはプラスチックを除去するためのより効果的な方法を模索し続けている。

 この問題の解決に向けて、英ポーツマス大学(University of Portsmouth)と米エネルギー省の国立再生可能エネルギー研究所(NREL)の研究チームは、数年前に日本で発見された自然環境に存在する細菌に研究の焦点を合わせた。

「イデオネラ・サカイエンシス(Ideonella sakaiensis)」として知られるこの細菌は、プラスチック製容器に広く使用されているプラスチックの一種「ポリエチレン・テレフタレート(PET)」のみを常食とするとみられている。現在のプラスチックが発明されたのは1940年代のため、日本の研究者らは、この細菌が廃棄物リサイクル場でかなり最近に進化したと考えている。

 研究チームの目標は、サカエンシスが持つ酵素の一つ「ペターゼ(PETase)」の構造を明らかにして、作用の仕組みを理解することだった。しかし、査読学術誌の米科学アカデミー紀要(PNAS)に掲載の論文によると「チームは結果的にさらに一歩先を行き、PETプラスチックの分解能力がさらに優れた酵素を偶然作製した」という。

 研究チームは太陽の100億倍の輝度を持つ超強力X線を用いて、超高分解能の構造解析によるペターゼの立体(3D)モデルの作製に成功した。

■別の酵素のクチナーゼに似ている

 米サウスフロリダ大学(University of South Florida)とブラジル・カンピナス大学(University of Campinas)の科学者らが実施したコンピュータモデル化により、ペターゼが真菌や細菌にみられる別の酵素のクチナーゼに似ていることが示された。

プラスチックを消化分解する酵素、研究過程で偶然作製 米英チーム: 海洋・河川のプラスチックごみ(2014年12月3日撮影、資料写真)。 © AFP PHOTO / MARTIN BERNETTI 海洋・河川のプラスチックごみ(2014年12月3日撮影、資料写真)。

 ペターゼにはクチナーゼと少し異なる部位があり、研究チームはこれがペターゼによる合成樹脂の分解を可能にする部位だとする仮説を立てた。そこで研究チームは、ペターゼの活性部位をクチナーゼにより近い構造になるように変異させたところ、この変異酵素が天然のペターゼよりも優れたPETの分解能力を持つことを予期せず発見したという。

 研究チームは現在、この変異酵素をさらに改良する研究に取り組んでおり、最終的にはプラスチック分解の産業的利用にまで用途が拡大することを期待しているとしている。

 論文の執筆者で、ポーツマス大生物科学科のジョン・マクギーハン(John McGeehan)教授は「基礎科学研究では、セレンディピティー(予想外の発見)が重要な役割を果たすことが多い。今回の発見もその例外ではない」とコメントした。

【翻訳編集】AFPBB News

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