Bioplastics heten ze: de materialen die Meijnens bacterie van de soort Pseudomonas putida kan maken. Even voor de duidelijkheid: die ‘bio’ in ‘bioplastics’ staat officieel voor het feit dat het plastic wordt gemaakt van plantenafval, niet omdat ze op een of andere manier vriendelijk zijn voor de natuur. Maar dat neemt niet weg dat bioplastics vaker wel dan niet milieuvriendelijk zijn en in veel gevallen breekt de natuur ze binnen twee jaar af. Bioplastics worden met de dag belangrijker, omdat de kosten voor gewoon plastic -onder andere door de prijsstijging van olie- steeds hoger worden.
Op dit moment worden de meeste bioplastics nog gemaakt van bijvoorbeeld suikerbieten die boeren daar speciaal voor telen. Beetje zonde, want je kunt er ook eten van maken. Daarom zoeken wetenschappers al jaren naar manieren om bioplastic uit bacteriën te kunnen maken. Want die kun je lekker gemakkelijk in een groot vat kweken, wat ook nog eens makkelijker, sneller en goedkoper is.
Dat idee is inmiddels zo populair, dat een bacterie die bioplastic maakt allang geen primeur meer genoemd kan worden. Maar het is nu wel de eerste keer dat zo’n bacterie het plantenafval daartoe voor het grootste deel helemaal in zijn eentje kan verwerken, wat het proces in principe weer iets goedkoper maakt dan eerdere ontdekkingen. Plasticproducerende bacterien waren tot dusver enkel in staat om met één van de drie basissuikers -xylose, glucose of arabinose- aan de slag te gaan. Meijnens bacterie verwerkt zowel xylose als arabinose: twee tegelijk dus.
Meijnens bacterie kan op basis van de suikers xylose en glucose het bioplastic para-hydroxybenzoaat, oftewel parabeen aanmaken. Dat spul zie je vooral terug als conserveermiddel in cosmetica.
Meijnen zelf ziet een daarnaast een bijkomend voordeel voor de voedselmarkt. Nu worden nog vaak de eetbare delen van suikerbieten en maïs gebruikt als bron voor plastic. Meijnen: “Door mijn onderzoek zijn er nu mogelijkheden om de suikerbiet en mais als voedselbron voor de mens te behouden, terwijl de onverwerkbare rest van de plant -stengel, bladeren, enzovoorts- gebruikt kan worden voor bioplasticproductie.” Plastic uit restafval dus.
Om de bacterie zover te krijgen dat hij twee plantensuikers tegelijk eet, heeft Meijnen twee dingen gedaan: ten eerste nieuwe genen in het micro-organisme gezet en deze vervolgens laten wennen aan plantenafval.
Evolueren zoals de baas wil
Meijnens manier om bacteriën in groepjes te splitsen en telkens de beste uit te kiezen, is niets anders dan evolutie via natuurlijke selectie; maar dan niet helemaal ‘natuurlijk’. In de natuur overleven enkel de planten, dieren en microben die het best zijn aangepast. De rest sterft uit. Dat heeft Meijnen nagedaan door enkel de bacteriegroepen die de suikertaak het beste oplosten, door te laten groeien. De slechte groep liet hij uitsterven. Omdat er bij natuurlijke selectie altijd een slechtere groep afvalt, kies je op die manier automatisch voor de groep die door een toevallige verandering in het DNA beter is in suiker eten. Herhaal dat lang genoeg en je verandert een bacteriesoort tot een haast nieuwe soort met nieuwe eigenschappen. Echte evolutie dus.
De nieuwe genen plukte Meijnen uit de bekende labbacterie Escherichia Coli en uit de minder bekende bacterie Caulobacter crescentus. Met behulp van deze nieuwe genen, maakt Meijnens bacterie enzymen aan die hem helpen de plantensuikers af te breken.
Maar dan ben je er nog niet, want het gegeven dat met de nieuwe genen xylose en arabinose verwerkbaar zijn voor de bacterie, betekent nog niet dat de microbe dit ook graag doet. Oude gewoontes dicteren het minuscule diertje om anders te doen.
Daarom splitste Meijnen zijn kweekje bacteriën telkens in twee groepen en zette ze op een suikerdieet. De groep die na twee weken het beste was in suiker eten, kweekte hij verder door. Dat herhaalde hij tot het beste groepje niet meer beter kon.
Zijn er al bedrijven met interesse voor Meijnens bacterie? “Wanneer dit onderzoek vruchten gaat afwerpen in de industrie is nog onduidelijk”, vertelt hij. “De vraag is ook óf het vruchten gaat afwerpen. De industriële partners van dit onderzoeksprogramma hebben geen interesse getoond in mijn onderzoek.” Meijnen zou ook zelf een bioplasticbedrijfje rondom zijn bacterie kunnen starten, maar aangezien hij zich lekkerder thuis voelt in de onderzoekswereld, zegt hij daaraan niet te zullen beginnen.
Zie ook:
Oeps: Onbekende tag `feed’ met attributen {"url"=>"https://www.nemokennislink.nl/kernwoorden/plastic.atom", “max”=>"6", “detail”=>"minder"}
Meer biotechnologie op Ditisbiotechnologie.nl