Jak tráví potravu superčervi? Vědci z Mendelovy univerzity zkoumají schopnost larev potemníka rozkládat plasty

Zdroj | Mendelova univerzita v Brně

„Většina plastů končí na skládkách, ve spalovnách nebo uniká do přírody, kde dlouhodobě ohrožuje ekosystémy i potravní řetězce. Proto zkoumáme, jak larvy potemníka Zophobas morio dokážou rozkládat různé typy plastů. Zjištění by mohla vytvořit pevný základ pro vývoj nových, šetrných a biologicky orientovaných technologií recyklace plastů,“ vysvětluje Tomáš Do z Ústavu chemie a biochemie, který se na výzkumu podílí.

Larvy potemníka druhu Zophobas morio jsou známé i jako takzvaní superčervi. Jde o saprofágní hmyz schopný živit se materiály s nízkou nutriční hodnotou, což naznačuje vysokou adaptabilitu jeho trávicího systému.

„V posledních letech se ukázalo, že tyto larvy dokážou konzumovat a částečně degradovat široké spektrum syntetických polymerů, včetně polystyrenu (PS), polyethylenu (PE) či polyethylentereftalátu (PET),“ uvádí vědec. Larvy plasty nejdříve mechanicky rozkoušou a ve střevech pak jejich vlastní enzymy společně s mikroorganismy dokážou takto narušený plast chemicky rozkládat.

Výzkumníci chtějí pochopit principy, které larvy k rozkládání plastů používají. „Pokud identifikujeme klíčové enzymy a metabolické procesy během degradace, můžeme je pak využít samostatně, bez nutnosti použití larev,“ přibližuje Tomáš Do. Významnou roli v projektu přitom hrají moderní omické metody. „Jde o soubor přístupů, které sledují vše najednou – geny, proteiny i metabolity. V našem případě analyzujeme střeva larev a jejich mikrobiom poté, co konzumují různé druhy plastů,“ doplňuje vědec. Omické metody tak poskytují celkový obraz o tom, co se v organismu larev děje.

Ve výzkumu hraje důležitou roli i umělá inteligence. Na této části se podílí vědci z Ústavu informatiky Mendelovy univerzity. Jejich úkolem je vývoj a aplikace algoritmů pro analýzu proteomických dat, která slouží k identifikaci proteinů zapojených do degradace plastů a odhalování skrytých souvislostí v jednotlivých omických vrstvách. „Zapojením metod umělé inteligence očekáváme možnost analyzovat tato data přesněji a efektivněji, než umožňují standardní bioinformatické postupy,“ přibližuje Do.

První průběžné výsledky potvrzují, že larvy dokážou nejen různé typy plastů rozkládat, ale dokonce na nich i dlouhodobě přežívat. „Momentálně se soustředíme na optimalizaci podmínek chovu tak, aby byla konzumace plastů larvami co nejefektivnější. Následovat budou detailní omické analýzy,“ dodává vědec.

Výzkum může přispět k vývoji enzymů a mikrobiálních systémů, které budou schopné plasty rozkládat mnohem efektivněji než současné technologie. Využít by jej mohly především biotechnologické firmy, které se enzymatickou a mikrobiální recyklací plastů zabývají.