odern dünyayı şekillendiren en büyük kolaylıklardan biri olan plastik, günümüzde gezegenin nefes almasını engelleyen küresel bir krizin başat aktörlerinden. Bu krizin başrolünde ise, teknik adıyla polietilen tereftalat, yani bildiğimiz PET yer alıyor. Hafifliği, gıdaya temas ettiğinde güvenli kalması ve hem fiziksel darbelere hem de kimyasallara karşı gösterdiği üstün direnç, onu üretim hacminde dünya ikinciliğine taşıdı. Su şişelerinden kıyafetlerimizdeki polyester ipliklere, ilaç kutularından kozmetik ambalajlarına kadar hayatımızın her santimetrekaresine sızan bu malzeme, ne yazık ki kullanım ömrü bittiğinde bir çevre felaketine dönüşüyor. Doğada kendi başına yok olması yüzyıllar sürerken, bu uzun ve sancılı bozunma sürecinde toprağa ve suya zehirli kimyasal bileşikler sızdırıyor.
Mevcut mekanik geri dönüşüm yöntemleri, her gün çığ gibi büyüyen bu atık yığınını yönetmekte yetersiz kalıyor ve çoğu zaman elde edilen malzemenin kalitesi düşüyor. Bu noktada bilim insanları, rotayı kimyasal tesislerden doğanın kendi biyolojik sistemlerine çevirmiş durumda. Araştırmaların odak noktasında ise laboratuvar ortamının en tanıdık aktörü, genetik haritası en iyi bilinen ve hızla çoğalma yeteneğine sahip Escherichia coli (E. coli) bakterisi var.
Geleneksel biyolojik yaklaşımlarda, plastiğin polimer zincirlerini kırmak için genellikle saflaştırılmış enzimler kullanılırdı. Ancak bu enzimlerin “çıplak” haldeyken çevresel koşullara dayanıksız olması ve sürekli yenilenme gerektirmesi, süreci ekonomik olmaktan çıkarıyordu. Biotechnology Advances dergisinde yayımlanan kapsamlı bir çalışma, bu soruna devrim niteliğinde bir çözüm getirdi. Araştırmacılar, E. coli bakterisini genetik düzeyde yeniden kodlayarak, onu sadece enzim salgılayan bir araçtan, atıkları sindirip dönüştüren “canlı bir fabrikaya” dönüştürdüler.
DNA kütüphanesi aracılığıyla E. coli bakterisine istenilen özellikler eklenerek genetik olarak yeniden düzenlenir. Genetiği değiştirilmiş bakteriler, hücre membranına eklenen özel enzimler sayesinde PET filmine tutunarak plastiği parçalamaya başlar.
Bu yeni sistemde bakteri, PET atıklarının parçalanmasıyla ortaya çıkan etilen glikol (EG) ve tereftalik asit (TPA) monomerlerini bir besin kaynağı gibi tüketiyor. Daha da önemlisi, bu atıkları bünyesinde işleyerek katma değeri çok yüksek ürünlere çeviriyor. Bunlar arasında gıda ve kozmetik sektörünün vazgeçilmezi vanilin, ilaç sanayisinde antioksidan özellikleriyle bilinen gallik asit ve pirogallol, hatta naylon üretiminin ham maddesi olan adipik asit bulunuyor. Yani çöp, kelimenin tam anlamıyla hazineye dönüşüyor. Elbette bu süreç henüz sanayi ölçeğinde kusursuz değil; özellikle parçalanan monomerlerin yüksek yoğunlukta olması bakteriler üzerinde toksik etki yaratabiliyor ve katalitik verimliliğin artırılması için hala ciddi mühendislik dokunuşlarına ihtiyaç duyuluyor.
Plastik kirliliğiyle mücadelenin bir diğer cephesinde ise atıkları yok etmek değil, doğayla barışık yeni malzemeler üretmek var. Chae ve ekibinin yürüttüğü çalışma, bu alanda heyecan verici bir kapı araladı. Ekip, genetik mühendisliği tekniklerini kullanarak E. coli’ye glikoz verildiğinde, doğada normal şartlarda rastlanmayan hibrit bir polimer olan Poliester Amid (PEA) üretme yeteneği kazandırdı. Bu yeni nesil biyoplastik, poliesterlerin doğada kolayca çözünebilme “yumuşaklığını”, poliamidlerin ise endüstriyel “dayanıklılığını” tek bir moleküler çatıda birleştiriyor.
Sonuç olarak tüm bu gelişmeler, sentetik biyolojinin sadece teorik bir bilim olmadığını kanıtlıyor. Genetiğiyle oynanmış bakteriler, plastik atıklarını değerli kimyasallara dönüştürerek veya tamamen biyobozunur alternatifler sunarak, insanlığın yarattığı çevre tahribatını onarmada en güçlü müttefikimiz olma yolunda ilerliyor.
KAYNAKLAR
- Joseph, T. M., Azat, S., Ahmadi, Z., Jazani, O. M., Esmaeili, A., Kianfar, E., Haponiuk, J., & Thomas, S. (2024). Polyethylene terephthalate (PET) recycling: A review. Case Studies in Chemical and Environmental Engineering, 9, 100673.
- Wang, C., Zhang, J., Zhou, Z., & Jiang, L. (2025). Genetically engineered Escherichia coli: The new recyclers of PET plastic waste. Biotechnology Advances, 85, Makale 108713.
- Chae, T. U., Choi, S. Y., Ahn, D.-H., Jang, W. D., Jeong, H., Shin, J., & Lee, S. Y. (2025). Biosynthesis of poly(ester amide)s in engineered Escherichia coli. Nature Chemical Biology, 21(8), 1171–1181.
- Pérez-García, P., Sass, K., Wongwattanarat, S., Amann, J., Feuerriegel, G., Neumann, T., Bäse, N., Schmitz, L. S., Dierkes, R. F., Gurschke, M. F., Wypych, A., Bounabi, H., de Divitiis, M., Vollstedt, C., & Streit, W. R. (2025). Microbial plastic degradation: enzymes, pathways, challenges, and perspectives. Microbiology and Molecular Biology Reviews, 89(4), e00087-24.