スニーカーを召し上がれ：ゴミ山と昆虫の腸から発見された「靴底を食べる」スーパー酵素

履き古してボロボロになったスニーカーを見つめながら、「飢えたバクテリアなら、このフカフカした靴底を美味しく食べてくれるんじゃないか？」と考えたことがあるなら、おめでとうございます。あなたの思考回路は現代の最先端生化学者と完全に一致しています。

ポリウレタン（PUR）とポリアミド（ナイロン）は、現代の素材工学が誇る傑作です。ランニングシューズに驚異的な弾力を与え、マットレスのクッション性を保ち、アウトドアジャケットを風雨から守ってくれます。しかし、その頑丈さをもたらす強固な化学結合こそが、リサイクルにおける最大の障壁でした。機械的に細断すると繊維が劣化し、従来の化学的分解には強毒性の溶剤と莫大な熱エネルギーが必要だからです。

その頂点に立ったのが、堆肥の中から見つかった細菌 Chelatococcus composti が分泌するポリウレタン加水分解酵素 CcPUR1 です。自然界のままでは分解速度が控えめで、3日間で1％未満しか分解できませんでしたが、科学者たちは遺伝子工学による「進化の加速」を試みました。

ポルトガル・ポルト大学の構造生物学者と連携し、スーパーコンピュータで酵素の活性部位を原子レベルで解析。ピンポイントの遺伝子変異を導入した結果、この改良酵素は市販スニーカーから採取した実物の靴底フォームを、事前の化学処理なしに72時間で1.4％分解することに成功しました。

『Angewandte Chemie』および『Chem Catalysis』に掲載されたこの成果は、人間が作り出した厄介なプラスチックの山に対し、微小な微生物たちが確実に適応し始めていることを物語っています。