Radek B. Dudziak lauk BS prófi í heilbrigðislíftækni árið 2018 og MSc-gráðu í Auðlindafræði vorið 2025 frá Háskólanum á Akureyri og er nú í meistaranámi í stjórnun við sama skóla. Í meistaraverkefni sínu rannsakaði Radek hvernig bakteríur eins og Lysinibacillus boronitolerans og Ideonella sakaiensis geta haft áhrif á og tekið þátt í niðurbroti plastefna eins og PET.
Árið 2024 birtist grein á Akureyri.net þar sem Radek, ásamt leiðbeinendum sínum og samstarfsvísindamönnum, lýsti fyrstu tilraunum við að kanna plastbrjótandi virkni baktería úr jarðvegi á Akureyri. Þá var verkefnið enn á frumstigi meira könnun en niðurstaða. Vorið 2025 komu hins vegar mjög áhugaverðar niðurstöður sem Radek segir frá neðar í greininni.
Radek kom til Íslands án formlegrar menntunar og hafði ekki lokið framhaldsskóla. Hann segist snemma hafa tekið þá ákvörðun að læra tungumálið og fara „alla leið“, ekki bara til að aðlagast samfélaginu heldur einnig til þess að geta menntað sig á íslensku.
„Ég kláraði framhaldsskóla í gegnum Háskólabrú Keilis, fór þaðan í háskólanám og lauk BSc-gráðu í heilbrigðislíftækni. Af um það bil 40 sem hófu námið vorum við um 15 sem kláruðum. Í kjölfarið fór ég í MSc-nám í auðlindafræði, á sama tíma og fjölskyldan gekk í gegnum mjög erfiðan kafla þar sem dóttir mín var í krabbameinsmeðferð. Þetta var krefjandi tími, bæði persónulega og andlega, en námið og rannsóknarvinnan urðu á vissan hátt stoð sem hélt mér gangandi. Ég lauk MSc-gráðunni og er nú, samhliða starfi mínu, að vinna að rannsóknum sem eru komnar í formlegt birtingarferli hjá alþjóðlegu vísindatímariti,“ segir Radek.
„Þegar ég horfi til baka á það hvar ég byrjaði og hvar ég er í dag, finnst mér sagan í heild sinni sýna vel hvaða tækifæri íslenskt samfélag getur boðið fólki sem er tilbúið að leggja hart að sér jafnvel þegar aðstæður eru ekki einfaldar,“ segir Radek.
Radek starfar í dag sem heilbrigðisfulltrúi hjá Heilbrigðiseftirliti Norðurlands eystra. Samhliða starfi sínu hefur hann unnið að rannsóknum á örverum og mögulegu hlutverki þeirra í niðurbroti plasts. Hér að neðan má lesa grein sem Radek skrifaði um verkefnið:
Plast er eitt erfiðasta efnið sem náttúran glímir við. Það brotnar hægt niður, safnast upp í jarðvegi og sjó og endar sem örplast í fæðukeðjunni. Rannsóknin sem hér er kynnt sýnir þó að náttúran býr yfir ótrúlegum aðlögunarhæfileikum sérstaklega örverur sem geta lært að lifa af við mjög krefjandi aðstæður.
Í verkefninu var baktería einangruð úr íslenskum jarðvegi sem nefnist Lysinibacillus sp. RBD_002. Hún var einangruð úr jarðvegi á Akureyri. Þegar bakterían var sett í rannsóknarstofu í næringarsnauðan vökva þar sem plast (PET) var nánast eini orkugjafinn, gerðist eitthvað áhugavert: í stað þess að gefast upp aðlagaðist hún hratt og byrjaði að vaxa.
Rannsóknin sýnir ekki að bakterían „borði plastið“ í hefðbundnum skilningi. Hún framleiðir ekki þekkt plast-ætandi ensím eins og PETasa. Í staðinn fer hún í eins konar líffræðilegt neyðarástand (survival mode). Hún endurforritar efnaskipti sín, eykur streituvarnir og byrjar að nýta aukaefni og niðurbrotsefni sem leka úr plastinu sem orkugjafa. Með öðrum orðum: þegar venjulegur matur er ekki til staðar, lærir hún að nýta það sem flestar aðrar lífverur gætu ekki notað.
Til að setja þetta í mannlegt samhengi má líkja þessu við dramatíska sögu rúgbýliðsins sem brotlenti í Andesfjöllum árið 1972. Þar neyddust leikmennirnir til að grípa til örvæntingarfullra úrræða til að lifa af við matarskort. Á sama hátt „neyðist“ Lysinibacillus til að taka til óhefðbundinna ráða þegar hún situr föst í umhverfi þar sem plast er nánast eina auðlindin. Munurinn er þó sá að bakterían gerir þetta ekki af örvæntingu, heldur sem þróunarlega snjöll aðlögun.
Rafeindasmásjármyndir sýndu að yfirborð plastsins breyttist þar sem bakterían sat sprungur, smáholur og flögnun komu fram. Þetta bendir til þess að bakterían veikji plastið, líklega með blöndu af oxun og ensímum sem vinna utan frumna. Hún „opnar dyrnar“, jafnvel þótt hún brjóti ekki allt plastið sjálf niður.
Sérstaklega spennandi er að Lysinibacillus aðlagaðist hraðar en hin þekkta plastætandi baktería Ideonella sakaiensis sem þekkt er fyrir plastbrjótandi virkni og var fyrst einangruð í Japan. Sú síðarnefnda vinnur stöðugt og hægt, en Lysinibacillus fer af stað mjög snemma. Þetta bendir til þess að framtíðarlausnin gæti ekki verið ein „ofurbaktería“, heldur samvinna lífvera.
Í raun má ímynda sér vistkerfi þar sem mismunandi bakteríur vinna saman: sumar veikja plastið fyrst með oxun og streitutengdum ferlum, aðrar taka síðan við og brjóta niðurbrotsefnin lengra niður. Slík verkaskipting er mjög algeng í náttúrunni þegar erfitt efni er brotið niður.
Auk þess er líklegt að sveppir gætu einnig spilað hlutverk í slíku kerfi. Margir sveppir framleiða öflug oxunarensím, eins og lakkasa og peroxídasa, sem geta ráðist á yfirborð plasts og gert það aðgengilegra fyrir bakteríur. Þetta bendir til þess að raunhæf framtíðarlausn gæti verið bakteríu–sveppa samfélag, þar sem hver hópur leggur sitt af mörkum við að veikja, umbreyta og loks nýta plastafleiður.
Þessi hugmynd um sveppi sem aðlaga sig að erfiðum orkugjöfum fær frekari stoð í rannsóknum frá Chernobyl. Þar hefur fundist sveppur sem vex í mjög geislavirku umhverfi og virðist jafnvel nýta geislun sem orkugjafa. Þetta ferli sýnir það hversu sveigjanlegar og útsjónarsamar geta lífverur verið þegar hefðbundnir orkugjafar eru af skornum skammti.
Niðurstaðan er því ekki að plastvandinn sé leystur. Hún er fremur sú að náttúran gefur okkur mikilvægar vísbendingar. Með því að skilja hvernig bakteríur og mögulega sveppir bregðast við „plastsvelti“ getum við þróað líftæknilausnir þar sem örverur hjálpa til við að gera plastúrgang minna skaðlegan og auðveldari í endurvinnslu eða niðurbrot.
Næstu skref í verkefninu fela í sér að prófa fleiri tegundir baktería og hugsanlega sveppi, bæði hverja fyrir sig og í samvinnu. Markmiðið er að kanna hvort ákveðnar samsetningar lífvera geti unnið betur saman en ein tegund ein og sér til dæmis þannig að ein veikji plastið fyrst og önnur brjóti afurðirnar lengra niður. Slíkar tilraunir gætu hjálpað til við að skilja hvort náttúruleg „örveru-teymi“ séu raunhæfari leið til að vinna gegn plastmengun en einstakar lífverur. Þetta er enn á rannsóknarstigi, en gæti lagt grunn að framtíðarlausnum í líftækni og umhverfisvernd.
Á vissan hátt er þetta saga um þrautseigju lífsins: jafnvel í plastheimi finnur lífið leið til að laga sig og kannski hjálpa okkur að laga vandann sem við sjálf sköpuðum.
Meistaraverkefnið ber heitið Microbial Interactions with PET Plastic: Stress Responses, Oxidative Stress, and Biodegradation Potential og var unnið undir handleiðslu Gustavo Graciano Fonseca og Margrétar Auðar Sigurbjörnsdóttur.
COMMENTS