Leidse onderzoekers hebben een enzym ontdekt dat bacteriën helpt plastic af te breken én erop te groeien, een veelvoorkomend enzym dat mogelijk bijdraagt aan duurzamere plasticverwerking. De bevindingen zijn gepubliceerd in Nature Communications.
Zo’n tien jaar geleden ontdekten wetenschappers bacteriën die in staat zijn om plastic af te breken. Dat was een belangrijke doorbraak. Tot dat moment werd plastic gezien als vrijwel onverwoestbaar in de natuur—iets dat miljoenen jaren zou blijven rondslingeren. Toegegeven: die bacteriën braken plastic maar langzaam en inefficiënt af. Maar hun ontdekking vormde wel het startpunt voor onderzoek naar manieren om dat natuurlijke proces te versnellen.
Sommige onderzoekers richten zich op het afbreken van PET, een veelgebruikt plastic voor onder andere frisdrankflessen en voedselverpakkingen. Met behulp van bacteriën wordt PET omgezet in losse bouwstenen. Andere onderzoekers kijken juist naar de volgende stap: hoe je die afbraakproducten vervolgens kunt omzetten in bruikbare stoffen voor nieuwe materialen. Ook daarvoor blijken bacteriën een handig hulpmiddel.
Aan de Universiteit Leiden doet microbioloog Lennart Schada von Borzyskowski onderzoek naar precies dit proces. Zijn team keek naar hoe de bacterie Paracoccus denitrificans kan groeien op ethyleenglycol—een van de stoffen die vrijkomen bij het afbreken van PET. Schada von Borzyskowski richt zich vooral op de rol van enzymen in dit proces: eiwitten die chemische reacties in levende cellen versnellen.
Een voorbeeld uit het dagelijks leven helpt om te begrijpen hoe dit werkt. Veel mensen kennen ethanol: de alcohol die in bier en wijn zit. Als je een biertje drinkt, herkent je lichaam ethanol als een giftige stof en breekt het af tot minder schadelijke stoffen. Dat gebeurt met behulp van enzymen. Enzymen worden vaak ondersteund door een zogeheten cofactor, ook wel een ‘hulpmolecuul’ genoemd.
Op een vergelijkbare manier kunnen bacteriën ethyleenglycol ‘verwerken’, met behulp van enzymen en hun cofactoren. De onderzoekers van het IBL voegden de bacterie toe aan ethyleenglycol om te zien wat er gebeurde. En inderdaad, ‘de bacteriën groeiden behoorlijk goed’, zegt Schada von Borzyskowski.
Een belangrijke bevinding was dat Paracoccus denitrificans dit kon doen met enzymen die een veelvoorkomende cofactor gebruiken. ‘Eerder zijn er wel enzymen onderzocht, maar die werkten alleen met een zeldzame cofactor’, legt Schada von Borzyskowski uit. Als zo’n cofactor juist overal voorkomt, maakt dat het hele proces een stuk eenvoudiger.
Deze ontdekking opent de deur naar nieuw onderzoek. Volgens Schada von Borzyskowski is het waarschijnlijk dat dit enzym ook voorkomt in veel andere bacteriën. ‘We kunnen daardoor alle bekende bacteriën opnieuw gaan bekijken’, zegt hij. Paracoccus denitrificans was nuttig in dit onderzoek, maar misschien zijn er wel andere bacteriën die ethyleenglycol nog veel beter kunnen omzetten.
Hij noemt de ontdekking ‘een blauwdruk of een eerste stap’ voor toekomstig onderzoek. ‘In theorie kun je elk molecuul maken dat je maar wilt, uit een plasticbestanddeel zoals ethyleenglycol’, zegt hij. ‘Zolang je de bacteriën maar genetisch kunt aanpassen om dat te doen.’ In dit onderzoek keek het team alleen naar wat bacteriën van nature doen, maar de mogelijkheden zijn in theorie eindeloos.
Een voorbeeld: onderzoekers in Schotland wisten onlangs bestanddelen van PET om te zetten in paracetamol, met behulp van een gewone bacterie die ze genetisch hadden aangepast. Dat laat zien dat deze techniek veelbelovend is – zeker nu plasticvervuiling wereldwijd toeneemt en er steeds meer aandacht is voor een circulaire economie.
De studie met de titel ‘NAD-dependent dehydrogenases enable efficient growth of Paracoccus denitrificans on the PET monomer ethylene glycol’ werd op 1 juli 2025 gepubliceerd in Nature Communications.
