Hefe nutzt Plastikabfallöl zur Herstellung hochwertiger Chemikalien

Polyolefine sind eine Art Kunststoff, der beständig gegen Zersetzung ist. Dies macht es schwierig, diesen Kunststoff, der in allem zu finden ist, von Einkaufstüten bis hin zu Autostoßstangen, zu recyceln. In einer neuen Studie haben Wissenschaftler eine mögliche Lösung entdeckt: den Hefepilz Yarrowia lipolytica.

Die Studie ergab, dass Hefe Kohlenwasserstoffe aus Polyolefin-Kunststoffabfällen nutzen kann, um ihre eigenen Zellen zu züchten. Dazu richtet es seine Proteinproduktion auf den Energie- und Fettstoffwechsel aus, um sich dank Kohlenwasserstoffen zu entwickeln. Es kann auch Zitronensäure und neutrale Lipide produzieren, die zur Herstellung biologisch abbaubarer Polyester und Polyurethane verwendet werden können.

Der Artikel wird in der Zeitschrift veröffentlicht mSystems.

Kunststoffabfälle wie Polyolefine stellen eine Herausforderung für das biologische Recycling dar. Dabei handelt es sich um eine Reihe von Prozessen, die natürliche Möglichkeiten wie Mikroben nutzen, um Kunststoffe abzubauen und wiederzuverwenden. Diese Studie entdeckte Hefen, die als mikrobielle Katalysatoren für Kunststoffe dienen können. Dies würde Hefe zu einer vielversprechenden Wahl für nachhaltige Verfahren zur biologischen Verwertung von Kunststoffabfällen machen. Die Ergebnisse sind ein Schritt in Richtung Dekarbonisierung und Reduzierung der Umweltverschmutzung durch Kunststoffverbrauch, Verbrennung und Lagerung auf Mülldeponien.

Die Welt braucht nachhaltige Verfahren zur biologischen Verwertung von Kunststoffabfällen in einer zirkulären Bioökonomie, um die Dekarbonisierung voranzutreiben und die Umweltverschmutzung durch Kunststoffverbrauch, Verbrennung und Lagerung auf Mülldeponien zu reduzieren. Diese Forschung nutzte Stammcharakterisierung und Proteomanalyse, um die robusten Stoffwechselfähigkeiten von Y. lipolytica für die Verwertung von Polyethylen in hochwertige Chemikalien aufzudecken.

Beim Wachstum auf Kohlenwasserstoffen teilte sich Y. lipolytica in planktonische und ölgebundene Zellen, jede mit unterschiedlichen Proteomen und Aminosäureverteilungen, die in die Etablierung dieser Proteome investiert wurden. Y. lipolytica erforderte für ein robustes Wachstum auf Kohlenwasserstoffen mit n-Hexadecan als bevorzugtem Substrat eine erhebliche Neuzuordnung des Proteoms hin zu Energie- und Lipidstoffwechsel.

Dieses Wachstum umfasste die Expression und Hochregulierung vieler Proteine ​​und damit verbundener Wege, einschließlich des Kohlenwasserstoffabbauwegs, des Krebszyklus, des Glyoxylat-Shunts und unerwartet des Propionatstoffwechsels. Eine offensichtliche Überinvestition in dieselben Kategorien zur Verwendung komplexer depolymerisierter Kunststofföle geht jedoch zu Lasten der Proteinbiosynthese und begrenzt dadurch das Zellwachstum.

Insgesamt erklärt diese Studie, wie Y. lipolytica seinen Stoffwechsel aktiviert, um depolymerisiertes Kunststofföl zu nutzen, und Y. lipolytica zu einem vielversprechenden Wirt für das Recycling von Kunststoffabfällen macht.