Nylon is slecht afbreekbaar, maar wetenschappers hebben nu toch een manier ontdekt om er bij afvalverwerking iets nuttigs mee te doen. Het geheim: een nylonvretende bacterie.
Van zichzelf kunnen bacteriën natuurlijke stoffen, zoals suikers of eiwitten, omzetten in waardevolle producten. Geef je zo’n bacterie een kunstmatig dieet, zoals plastic, dan zal er weinig gebeuren. Toch zijn wetenschappers van het Duitse Forschungszentrum Jülich erin geslaagd om een bacterie nylon om te laten zetten in biologisch afbreekbaar plastic. Op deze manier wordt een afvalproduct gebruikt om bruikbare materialen te produceren: ‘upcycling’ in het jargon van afvalverwerkers.
SLECHT AFBREEKBAAR
Nylon is een bruikbare stof, omdat het erg sterk is en lang meegaat. Je vindt het daarom in kleding, visnetten of de auto-industrie. Het nadeel is dat het slecht afbreekbaar is. Je kunt het verbranden, alleen komen er dan giftige stoffen vrij.
“Het verbaasde mij dat minder dan 5 procent van het nylon gerecycled wordt”, zegt biotechnoloog Nick Wierckx, een van de auteurs van de nieuwe studie. “Als je de stof niet opruimt, komt het in de natuur terecht.” Dat moest anders, vonden Wierckx en zijn collega’s.
De bodembacterie Pseudomonas putida leek een geschikte kandidaat om het nylon om te zetten, omdat wetenschappers deze al eerder hadden aangepast om plastics te verwerken. Daarnaast was al bekend dat deze bacterie nuttige stoffen kan produceren. Het nylon ondergaat eerst een voorbehandeling, die de lange moleculaire ketens opknipt in kleinere stukjes. De volgende stap: kijken of de bacterie kon groeien met een deel van het het nylon als voedsel.
De eerste resultaten leverden nog niets op, maar opeens kwam er een doorbraak. “Op een vrijdag zagen we dat de bacteriën niet gegroeid waren”, zegt Wierckx glimlachend per videoverbinding. “We besloten alles pas na het weekend op te ruimen. Toen we maandag de bacteriën opnieuw zagen, was één kolonie spontaan gemuteerd, en een deel van het nylon als voedsel gaan eten.”
Dit is ‘evolutie in het laboratorium’: de bacterie blijft zichzelf delen en beter aanpassen aan zijn plastic omgeving. Het was de eerste stap in het bouwen van een bacterie die de volledige nylonsoep op kan eten.
RENDEMENT
De bacterie zet de nylonmaaltijd om in een ecovriendelijk plastic, een grondstof voor biologisch afbreekbare producten. “Denk aan wegwerpbestek, maar ook aan hechtingen die vanzelf oplossen”, aldus Wierckx.
Andere wetenschappers reageren enthousiast. Marco Fraaije, biotechnoloog en hoogleraar aan de Rijksuniversiteit Groningen, ziet de nieuw ontwikkelde bacteriestam als een stap dichter bij het recyclen van nylon. Ook Jo-Anne Verschoor, die zich als promovenda aan de Leiden Universiteit bezighoudt met plastic-afbrekende bacteriën, ziet veel potentie. “Ik denk dat dit een mooi voorbeeld is van hoe de industrie en biologie elkaar kunnen aanvullen én versterken”, zegt ze.
Er is nog wel werk aan de winkel. Op dit moment is het rendement nog laag. Een paar kilo nylon levert slechts enkele grammen bruikbaar product op. Daarnaast is het voorbehandelen van het nylon nog een zwaar chemisch proces: het moet 24 uur lang gekookt worden in een sterk zuur. “Een idee voor de toekomst is het gebruiken van efficiënte enzymen, die het nylon kunnen opknippen”, aldus Wierckx.