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एक प्लास्टिक खाने वाला एंजाइम: पुनर्चक्रण और प्रदूषण से लड़ने की आशा

शोधकर्ताओं ने एक ऐसे एंजाइम की पहचान की है और उसका निर्माण किया है जो हमारे सबसे आम प्रदूषणकारी पदार्थों को पचा सकता है और उपभोग कर सकता है प्लास्टिक पुनर्चक्रण और लड़ाई के लिए एक आशा प्रदान करना प्रदूषण

प्रदूषण प्लास्टिक प्लास्टिक के रूप में दुनिया भर में सबसे बड़ी पर्यावरणीय चुनौती है प्रदूषण और इस समस्या का सर्वोत्कृष्ट समाधान अभी भी अस्पष्ट है। अधिकांश प्लास्टिक पेट्रोलियम या प्राकृतिक गैस से बने होते हैं जो गैर-नवीकरणीय संसाधन हैं जिन्हें ऊर्जा-गहन तकनीकों का उपयोग करके निकाला और संसाधित किया जाता है। इस प्रकार, उनका विनिर्माण और उत्पादन स्वयं नाजुक पारिस्थितिक तंत्र के लिए बहुत विनाशकारी है। प्लास्टिक के विनाश (अधिकांशतः भस्मीकरण द्वारा) से वायु उत्पन्न होती है, पानी और भूमि प्रदूषण. पिछले 79 वर्षों में उत्पादित लगभग 70 प्रतिशत प्लास्टिक को या तो लैंडफिल साइटों पर या सामान्य वातावरण में फेंक दिया गया है, जबकि केवल नौ प्रतिशत का पुनर्चक्रण किया जाता है और बाकी को जला दिया जाता है। भस्मीकरण की यह प्रक्रिया कमजोर श्रमिकों को जहरीले रसायनों के संपर्क में लाती है जिसमें कैंसर पैदा करने वाले पदार्थ शामिल होते हैं। कहा जाता है कि महासागरों में लगभग 51 ट्रिलियन माइक्रोप्लास्टिक कण हैं और धीरे-धीरे समुद्री जीवन ख़त्म हो रहा है। प्लास्टिक के कुछ सूक्ष्म कण हवा में उड़ जाते हैं प्रदूषण और यह वास्तविक संभावना है कि हम उन्हें साँस के रूप में ग्रहण कर रहे होंगे। 1960 के दशक में कोई भी यह अनुमान नहीं लगा सकता था कि प्लास्टिक का आगमन और लोकप्रियता एक दिन एक बोझ बन जाएगी क्योंकि विशाल प्लास्टिक कचरा हमारे खूबसूरत महासागरों, हवा में तैरता हुआ पाया जाएगा और हमारी कीमती भूमि पर फेंक दिया जाएगा।

प्लास्टिक पैकेजिंग प्लास्टिक का सबसे बड़ा खतरा और सबसे भ्रष्ट उपयोग है। लेकिन दिक्कत ये है कि प्लास्टिक बैग हर जगह है, हर छोटे-मोटे काम में इस्तेमाल होता है और इसके इस्तेमाल पर कोई नियंत्रण नहीं है. इस प्रकार का सिंथेटिक प्लास्टिक बायोडिग्रेड नहीं होता है, बल्कि लैंडफिल में बस जमा हो जाता है और पर्यावरण में योगदान देता है प्रदूषण. "पूर्ण प्लास्टिक प्रतिबंध" के लिए पहल की गई है, विशेषकर पॉलीस्टाइनिन जिसका उपयोग पैकेजिंग में किया जाता है। हालाँकि, इससे वांछित परिणाम नहीं मिल रहे हैं क्योंकि प्लास्टिक अभी भी जमीन, हवा और पानी में सर्वव्यापी है और लगातार बढ़ रहा है। यह कहना सुरक्षित है कि प्लास्टिक हर समय नग्न आंखों को भी दिखाई नहीं दे सकता है लेकिन यह हर जगह है! यह दुर्भाग्यपूर्ण है कि हम प्लास्टिक सामग्री के पुनर्चक्रण और निपटान की समस्या से निपटने में असमर्थ हैं।

में प्रकाशित एक अध्ययन में नेशनल एकेडमी ऑफ़ साइंस, यूएसए की कार्यवाही, शोधकर्ताओं ने एक ज्ञात प्राकृतिक खोज की है किण्वक जो प्लास्टिक पर फ़ीड करता है। यह एक मौका खोज था जब वे एक एंजाइम की संरचना की जांच कर रहे थे जो जापान में एक केंद्र में रीसाइक्लिंग के लिए तैयार कचरे में पाया गया था। Ideonella sakaiensis 201-F6 नामक यह एंजाइम पेटेंट प्लास्टिक पीईटी या पॉलीइथाइलीन टेरेफ्थेलेट को "खाने" या "फ़ीड ऑफ" करने में सक्षम है, जिसका उपयोग आमतौर पर लाखों टन प्लास्टिक की बोतलों में किया जाता है। एंजाइम ने मूल रूप से जीवाणु को अपने खाद्य स्रोत के रूप में प्लास्टिक को नीचा दिखाने की अनुमति दी थी। पीईटी के लिए वर्तमान में कोई रीसाइक्लिंग समाधान मौजूद नहीं है और पीईटी से बनी प्लास्टिक की बोतलें पर्यावरण में सैकड़ों वर्षों से अधिक समय तक बनी रहती हैं। यूनिवर्सिटी ऑफ पोर्ट्समाउथ और यूनाइटेड स्टेट्स डिपार्टमेंट ऑफ एनर्जी की नेशनल रिन्यूएबल एनर्जी लेबोरेटरी (NREL) की टीमों के नेतृत्व में किए गए इस अध्ययन ने अपार आशा पैदा की है।

मूल लक्ष्य इस प्राकृतिक एंजाइम (जिसे पेटेस कहा जाता है) की त्रि-आयामी क्रिस्टल संरचना का निर्धारण करना था और इस जानकारी का उपयोग यह समझने के लिए करना था कि यह एंजाइम वास्तव में कैसे काम करता है। उन्होंने संरचना को स्पष्ट करने और अलग-अलग परमाणुओं को देखने के लिए एक्स-रे की एक तीव्र किरण का उपयोग किया - जो सूर्य से 10 अरब गुना तेज है। इस तरह के शक्तिशाली बीम ने एंजाइम के आंतरिक कामकाज को समझने में सक्षम बनाया और तेजी से और अधिक कुशल एंजाइमों को इंजीनियर करने में सक्षम होने के लिए सही ब्लूप्रिंट प्रदान किया। यह पता चला था कि पेटेज कटिनेज नामक एक अन्य एंजाइम के समान दिखता है, सिवाय इसके कि पेटेज की एक विशेष विशेषता और एक अधिक "खुली" सक्रिय साइट है, जिसे मानव-निर्मित पॉलिमर (प्राकृतिक वाले के बजाय) को समायोजित करने के लिए माना जाता है। इन अंतरों ने तुरंत संकेत दिया कि PETase विशेष रूप से PET युक्त वातावरण में अधिक विकसित हो सकता है और इस प्रकार PET को नीचा दिखा सकता है। उन्होंने पेटेज सक्रिय साइट को कटिनेज की तरह दिखने के लिए उत्परिवर्तित किया। इसके बाद जो हुआ वह पूरी तरह से अप्रत्याशित परिणाम था, PETase उत्परिवर्ती प्राकृतिक PETase से भी बेहतर PET को नीचा दिखाने में सक्षम था। इस प्रकार, प्राकृतिक एंजाइम की क्षमता को समझने और सुधारने की कोशिश में, शोधकर्ताओं ने गलती से एक नए एंजाइम का निर्माण किया जो पीईटी को तोड़ने में प्राकृतिक एंजाइम से भी बेहतर था। प्लास्टिक. यह एंजाइम पॉलीइथाइलीन फुरैंडीकारबॉक्साइलेट, या पीईएफ, पीईटी प्लास्टिक के लिए एक जैव-आधारित विकल्प को भी नीचा दिखा सकता है। इसने पीईएफ (पॉलीइथिलीन फुरानोएट) या यहां तक ​​कि पीबीएस (पॉलीब्यूटिलीन सक्सेनेट) जैसे अन्य सबस्ट्रेट्स से निपटने की उम्मीद पैदा की। एंजाइम इंजीनियरिंग और विकास के उपकरणों को और सुधार के लिए लगातार लागू किया जा सकता है। शोधकर्ता एंजाइम में सुधार के लिए एक रास्ता तलाश रहे हैं ताकि इसके कार्य को एक शक्तिशाली बड़े पैमाने पर औद्योगिक सेट अप में शामिल किया जा सके। इंजीनियरिंग प्रक्रिया बहुत हद तक एंजाइमों के समान है जो वर्तमान में बायो-वाशिंग डिटर्जेंट या जैव ईंधन के निर्माण में उपयोग किए जा रहे हैं। प्रौद्योगिकी मौजूद है और इस प्रकार आने वाले वर्षों में औद्योगिक व्यवहार्यता प्राप्त की जानी चाहिए।

इस अध्ययन के कुछ पहलुओं को समझने के लिए और अधिक शोध की आवश्यकता है। सबसे पहले, एंजाइम प्लास्टिक के बड़े टुकड़ों को छोटे टुकड़ों में तोड़ देता है, इसलिए यह प्लास्टिक की बोतलों के पुनर्चक्रण का समर्थन करता है लेकिन इस सभी प्लास्टिक को पहले पुनर्प्राप्त करने की आवश्यकता है। बरामद होने पर यह "छोटा" प्लास्टिक उन्हें वापस प्लास्टिक की बोतलों में बदलने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। एंजाइम वास्तव में पर्यावरण में "अपने आप प्लास्टिक नहीं ढूंढ सकता"। एक प्रस्तावित विकल्प यह हो सकता है कि इस एंजाइम को कुछ बैक्टीरिया में लगाया जाए जो उच्च तापमान को झेलते हुए प्लास्टिक को उच्च दर से तोड़ना शुरू कर सकते हैं। इसके अलावा, इस एंजाइम के दीर्घकालिक प्रभाव को अभी भी समझने की जरूरत है।

प्लास्टिक कचरे से निपटने के लिए इस तरह के एक अभिनव समाधान का प्रभाव वैश्विक स्तर पर बहुत अधिक होगा। प्लास्टिक के आगमन के बाद से ही हम प्लास्टिक की समस्या से निपटने का प्रयास कर रहे हैं। एकल-प्लास्टिक के उपयोग पर प्रतिबंध लगाने वाले कानून बनाए गए हैं और पुनर्नवीनीकरण प्लास्टिक को भी अब हर जगह पसंद किया जाता है। यहां तक ​​कि सुपरमार्केट में प्लास्टिक कैरी बैग पर प्रतिबंध लगाने जैसे छोटे कदम भी पूरे मीडिया में छाए रहे। मुद्दा यह है कि, यदि हम अपना संरक्षण करना चाहते हैं तो हमें तेजी से कार्य करने की आवश्यकता है ग्रह प्लास्टिक से प्रदूषण. हालाँकि हमें अपने रोजमर्रा के जीवन में रीसाइक्लिंग को अपनाते रहना चाहिए और अपने बच्चों को भी ऐसा करने के लिए प्रोत्साहित करना चाहिए। हमें अभी भी एक अच्छे दीर्घकालिक समाधान की आवश्यकता है जो हमारे अपने व्यक्तिगत प्रयासों के साथ-साथ चल सके। यह शोध हमारी सबसे बड़ी समस्याओं में से एक से निपटने की शुरुआत का प्रतीक है ग्रह सामना कर रहा है।

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{आप उद्धृत स्रोतों की सूची में नीचे दिए गए डीओआई लिंक पर क्लिक करके मूल शोध पत्र पढ़ सकते हैं}

स्रोत (रों)

हैरी पी एट अल। 2018. एक प्लास्टिक-अपमानजनक सुगंधित पॉलीएस्टरेज की विशेषता और इंजीनियरिंग। राष्ट्रीय विज्ञान - अकादमी की कार्यवाही। https://doi.org/10.1073/pnas.1718804115

एससीआईईयू टीम
एससीआईईयू टीमhttps://www.ScientificEuropean.co.uk
वैज्ञानिक यूरोपीय® | SCIEU.com | विज्ञान में महत्वपूर्ण प्रगति। मानव जाति पर प्रभाव। प्रेरक मन।

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