An enzyme variant created by engineers and scientists at The University of Texas at Austin can break down environment-throttling plastics that typically take centuries to degrade in just a matter of hours to days.
This discovery, published today in Nature, could help solve one of the world’s most pressing environmental problems: what to do with the billions of tons of plastic waste piling up in landfills and polluting our natural lands and water. The enzyme has the potential to supercharge recycling on a large scale that would allow major industries to reduce their environmental impact by recovering and reusing plastics at the molecular level.
“The possibilities are endless across industries to leverage this leading-edge recycling process,” said Hal Alper, professor in the McKetta Department of Chemical Engineering at UT Austin. “Beyond the obvious waste management industry, this also provides corporations from every sector the opportunity to take a lead in recycling their products. Through these more sustainable enzyme approaches, we can begin to envision a true circular plastics economy.”
The project focuses on polyethylene terephthalate (PET), a significant polymer found in most consumer packaging, including cookie containers, soda bottles, fruit and salad packaging, and certain fibers and textiles. It makes up 12% of all global waste.
The enzyme was able to complete a “circular process” of breaking down the plastic into smaller parts (depolymerization) and then chemically putting it back together (repolymerization). In some cases, these plastics can be fully broken down to monomers in as little as 24 hours.
Researchers at the Cockrell School of Engineering and College of Natural Sciences used a machine learning model to generate novel mutations to a natural enzyme called PETase that allows bacteria to degrade PET plastics. The model predicts which mutations in these enzymes would accomplish the goal of quickly depolymerizing post-consumer waste plastic at low temperatures.
Through this process, which included studying 51 different post-consumer plastic containers, five different polyester fibers and fabrics and water bottles all made from PET, the researchers proved the effectiveness of the enzyme, which they are calling FAST-PETase (functional, active, stable and tolerant PETase).
“This work really demonstrates the power of bringing together different disciplines, from synthetic biology to chemical engineering to artificial intelligence,” said Andrew Ellington, professor in the Center for Systems and Synthetic Biology whose team led the development of the machine learning model.
Recycling is the most obvious way to cut down on plastic waste. But globally, less than 10% of all plastic has been recycled. The most common method for disposing of plastic, besides throwing it in a landfill, is to burn it, which is costly, energy intensive and spews noxious gas into the air. Other alternative industrial processes include very energy-intensive processes of glycolysis, pyrolysis, and/or methanolysis.
Biological solutions take much less energy. Research on enzymes for plastic recycling has advanced during the past 15 years. However, until now, no one had been able to figure out how to make enzymes that could operate efficiently at low temperatures to make them both portable and affordable at large industrial scale. FAST-PETase can perform the process at less than 50 degrees Celsius.
Up next, the team plans to work on scaling up enzyme production to prepare for industrial and environmental application. The researchers have filed a patent application for the technology and are eying several different uses. Cleaning up landfills and greening high waste-producing industries are the most obvious. But another key potential use is environmental remediation. The team is looking at a number of ways to get the enzymes out into the field to clean up polluted sites.
“When considering environmental cleanup applications, you need an enzyme that can work in the environment at ambient temperature. This requirement is where our tech has a huge advantage in the future,” Alper said.
Alper, Ellington, associate professor of chemical engineering Nathaniel Lynd and Hongyuan Lu, a postdoctoral researcher in Alper’s lab, led the research. Danny Diaz, a member of Ellington’s lab, created the machine learning model. Other team members include from chemical engineering: Natalie Czarnecki, Congzhi Zhu and Wantae Kim; and from molecular biosciences: Daniel Acosta, Brad Alexander, Hannah O. Cole, Yan Jessie Zhang and Raghav Shroff. The work was funded by ExxonMobil’s research and engineering division as part of an ongoing research agreement with UT Austin.
1,772 comments
BL555
Web cung cấp thông tin hữu ích và dễ hiểu cho người chơi.
https://b52bet.eu.com/
Web mang lại trải nghiệm chơi game tiện lợi và thú vị.
https://399w9.net
Atualizações em tempo real de cotas competitivas
https://xoso66.hu.net/
Mình cảm thấy web này rất tiện ích và dễ sử dụng.
hit club
Giao diện web đẹp mắt, dễ nhìn và chuyên nghiệp.
SAM86.NET
Mình thích cách web tối ưu hóa trải nghiệm người dùng.
Hitclub iOS
Các trò chơi trên web được thiết kế sinh động, hấp dẫn.
Hitclub đổi thưởng
Web mang đến trải nghiệm thoải mái và dễ chịu.
Nhà Cái SonClub
Mình thích cách web tối ưu hóa trải nghiệm người dùng.
ww88
Trải nghiệm chơi game trên web rất mượt mà.
84WIN
Trang web trực quan, đẹp mắt và dễ sử dụng.
BL555
Mình cảm thấy an tâm khi tham gia trên web.
Tải app Jun88
Giao diện web bắt mắt, hiện đại và dễ thao tác.
clip nóng bị phát tán
Đừng có dại mà nhập thông tin thẻ tín dụng vào, nó rút sạch tiền trong tài khoản đấy.
https://new88.gold/
Web cung cấp thông tin hữu ích cho người chơi mới và cũ.
BETBDT
Web cập nhật thông tin mới liên tục, rất hữu ích.
https://8xbetoa.com/
Giao diện web trực quan, dễ thao tác và dễ hiểu.
8xbet
Web giúp người dùng thao tác nhanh chóng và tiện lợi.
https://tructiepdaga.ink
Mình cảm thấy web này rất tiện ích và dễ sử dụng.
nhà cái S8
Web cập nhật thông tin mới liên tục, rất hữu ích.
xoso66
It’s very trouble-free to find out any matter on web as compared to books, as I found this post at
this site.
hỗ trợ qq88
Mình thích cách web sắp xếp các tính năng.
https://nohudoithuong.life/
Web mang lại cảm giác chơi game thoải mái và thú vị.
Plus777
Fast and Transparent Transaction System
đăng nhập sunwin
Mình đánh giá cao cách web tối ưu hóa trải nghiệm người dùng.
https://b52bet.eu.com/
Trang web tối ưu hóa trải nghiệm người dùng trên mọi thiết bị.
lodetructuyen
Mình thích cách web sắp xếp các tính năng.
shbet
Giao diện thân thiện với người dùng.
X777
Experience Top Live Casino Action
thabet
Web hỗ trợ người dùng nhanh chóng và nhiệt tình.
79king
Mình đánh giá cao sự chuyên nghiệp của web.
vin777
Web mang đến trải nghiệm thân thiện với người dùng mới.
bóng cười giá rẻ
Click vào quảng cáo của nó là tự động tải về một đống phần mềm gián điệp.
Link vào MB66 mới nhất
Web mang lại trải nghiệm thú vị và tiện lợi cho người dùng.
99kim
Mình đánh giá cao cách web tối ưu hóa trải nghiệm người dùng.
HM88
Web mang lại trải nghiệm mượt mà, không bị lag.
tải go88
Mình thấy web này chuyên nghiệp và đáng tin cậy.
s8 casino
Web mang đến trải nghiệm trực quan, mượt mà và ổn định.
s8 casino
Web hỗ trợ thao tác nhanh và dễ dàng.
s8 com
Web cung cấp thông tin đầy đủ về các trò chơi.
https://kkwin.lat/
Web mang lại trải nghiệm giải trí thú vị và tiện lợi.
mmoo com
Giao diện thân thiện với người dùng.
國產 av
Heya i am for the primary time here. I came across this board and
I to find It really useful & it helped me out a lot.
I hope to present one thing again and aid others such as you helped me.
Trang pg88
Web hoạt động tốt trên cả điện thoại và máy tính.
gem88
Mình thích cách web trình bày các trò chơi và danh mục.
gbgbet
Good post! We are linking to this particularly great article on our website.
Keep up the great writing.
winpot
These are in fact great ideas in on the topic of blogging.
You have touched some good points here. Any way keep up
wrinting.
hi88
Everything is very open with a precise description of the challenges.
It was really informative. Your site is useful.
Thanks for sharing!
b2xbet
Hello! Would you mind if I share your blog with my
facebook group? There’s a lot of folks that I think would really
appreciate your content. Please let me know. Cheers
xì dách là gì
Các trò chơi trên web đa dạng và hấp dẫn.