تصور دنیای بدون پلاستیک خیلی مشکل است. پلاستیک ها دارای مزایای زیادی هستند چرا که پلیمرها را می سازند و اغلب مقاومت شیمیایی بالایی دارند و کاملا با دوام و پایدارند. لذا در جامعه صنعتی ما نقش مهمی دارند.

دلیل اصلی تخریب پذیر نبودن پلاستیک ها، وجود مواد با وزن مولکولی بالا‌، طویل بودن طول مولکول پلیمر و پیوند قوی بین منومرهای آنها می باشد.

سوزاندن پلاستیکها یک راه مبارزه با تجزیه ناپذیری آنهاست ولی این روش گران و خطرناک است ضمن این که مواد شیمیایی مضر از قبیل اسید هیدروکلریک و نیز سیانید هیدروژن در طول سوخته شدن پلاستیکها آزاد می شوند.

زباله کردن پلاستیک ها یک راه دیگر است اما این روش نیز اشکالاتی دارد:

اول اینکه تقسیم بندی زباله های پلاستیکی بدلیل طيف وسیع آنها مشکل است، ثانیا محدوده کاربردی زباله های پلاستیکی بسیار اندک است.

در سال هاي اخير، تلاش هاي قانوني براي جلوگيري از دور ريزي پلاستيک هاي غير قابل تجزيه، افزايش يافته است.

اين تلاشها فعالان صنعت پلاستيک را واداشته است تا به دنبال پلاستيک هايي باشند که مشکلات زيست محيطي کمتري دارند؛ پلاستيک هايي که با نور تجزيه مي شوند، پلاستيک هايي که در ساختمان خود نشاسته دارند و پلاستيک هاي ميکروبي.

ساختمان بسياري پلاستيک هايي که تحت تأثير نور تجزيه مي شوند، در اثر پرتوهاي فرابنفش (پس از چند هفته يا ماه) از هم مي پاشند و آنها را مستعد تجزيه ميکروبي مي سازد. عيب اين نوع پلاستيک ها اين است که بسياري از مکانهاي دفن زباله نور کافي ندارند. از اين رو، ساختمان اين پلاستيک ها دست نخورده باقي مي ماند و براي تجزيه ميکروبي آماده نمي شود.

در پلاستيک هاي نشاسته اي، ملکول هاي نشاسته قطعات کوتاهي از پلي اتيلن را به هم متصل مي سازند. وقتي اين پلاستيک ها در مکانهاي دفن زباله landfill  دور ريخته مي شوند، باکتري هاي خاک به ملکول هاي نشاسته حمله مي کنند و قطعات پلي اتيلن را براي تجزيه ميکروبي رها مي سازند. کمبود اکسيژن در مکانهاي دفن زباله و اثر مهاري قطعات پلي اتيلن بر عملکرد باکتري ها، از جمله معايبي است که استفاده از اين پلاستيک ها را محدود مي سازد. دسته سوم، پلاستیک های تجزیه پذیر جدید و خیلی مفید هستند، چرا که عمل آنها در بکارگیری باکتریها بعنوان یک بیوپلیمر است. در سال  Bacterial plastic ,1925یا پلاستیک های زیستی در انستیتو پاستور کشف شد که در آنجا به مقدار زیادی باکتریهای پلیمری بنام         ( poly –B– hydroxyalkanoate (PHA)  & poly –B– hydroxybutyrate (PHB سنتز می شد.

 PHB شامل هزاران مولکولهای هیدروکسی بوتیرات است که از انتها به یکدیگر متصل شده اند. PHB ها در باکتریها، چربی هایی درون سلولی هستند همانند بافت های چاق ما. از استخراج PHB ها در شرایط نامتعادل، یک مقدار زیاد کربن، یک منبع انرژی، یک فاکتور رشد محدود کننده و دیگر عوامل داریم. PHB کربن و منبع انرژی در طول گرسنگی باکتری، مصرف می کند و یک نقش مهم در بقاء میکرو ارگانیسم در شرایط سخت نظیر کمبود مواد غذایی محیط، فشار اسمتیک و تابش اشعه فرابنفش دارد. استخراج بالای PHA در طیف انبوهی از میکرو ارگانیسم ها شامل گونه هایی از Syntrophomonas Pseudomonas، Alcaligenes genera، Clostridium نشان داده شده است. البته تمام میکرو ارگانیسم ها واجد PHA نیستند. بعنوان مثال انترو باکتری ها و برخی گونه های سیانو باکتری ها فقط درصد اندکی از کل آنها تولید PHB می کنند.

باکتریها می توانند PHB را بطور کامل به آب و دی اکسید کربن تجزیه نمایند. در حقیقت تخریب پذیری طبیعی پلاستیک ها، با منشأ PHA باعث استفاده آنها در صنعت پزشکی شده است. کاربرد این پلاستیک ها در پزشکی این گونه است که پلیت های ساخته شده از PHA در بدن انسان می تواند، در بهبود شکستگی استخوان موثر باشد. نکته جالب این است که پس از بهبود استخوان پلاستیک ها به آرامی در بدن انسان تجزیه می شوند. PHA ها اغلب برای تجزیه شدن به شرایط محیطی ویژه ای نیاز ندارند، چنانکه تحت هر شرایطی به سرعت تجزیه می شوند. PHA ها یک تکنولوژی مهمی هستند چرا که شیمیدان ها قادر خواهند بود با تغییر دادن محیط کشت رشد باکتریها، عوامل فیزیکی و شیمیایی تولید شده توسط باکتریها را کنترل نمایند. PHB پلیمری است که از چهار مونومر کربن ساخته شده است، و هنگامی که گلوکز بعنوان ماده زمینه استفاده می شود، توسط باکتری تولید می شود. رشد باکتری درValerat ، یک اسید چرب ۵ کربنی را ایجاد می سازد که منجر به تولید PHV می شود لذا PHV از ۵ مونومر کربن تشکیل شده است. یک کوپلیمر شبیه PHB-PHV که تقریبا از ۲۰ درصد PHV و ۸۰ درصد PHB تشکیل شده است می تواند در اغلب موارد گلوکز و اسید والریک را به داخل محیط کشت بیفزاید. کوپلیمر PHB-PHV بسیار مهم و ویژه است چرا که قوی تر و انعطاف پذیرتر از پلیمر  PHBاست. جایگزینی پلاستیک ها با منشا PHA به جای پلاستیک های تخریب پذیر می بایست از بعد آزمایشگاهی به بعد صنعتی (تولید توسط گیاهان) حرکت نمایند. تولید پلاستیک های PHA مستلزم، یافتن باکتری های تولید کننده این مواد است باکتریهائی که به روش ارزان منابع کربن نظیر گلوکز و اتانول را تأمین نمایند. تنها گونه های باکتریایی اندکی واجد این دو معیار هستند، یکی از این گونه ها Alcaligenes eutrophus می باشد.

با تحقیقات انجام شده قادر خواهیم بود که با کلون کردن مسیرهای بیوسنتز تولید باکتریهای PHA و انتقال آن به باکتریهای غیر تولید کننده PHA نظیر E.coli پلاستیک های زیستی جدیدی تولید نماییم.

 در حال حاضر، سه رويکرد براي توليد پلاستيکهاي سبز مطرح است: تبديل قندهاي گياه به پلاستيک، توليد پلاستيک درون ميکروب ها و انتقال ژن توليد پلاستيک در ذرت و ديگر گياهان زراعي.

در رويکرد نخست، قند حاصل از ذرت و گياهان ديگر به پلاستيکي به نام پلي لاکتيد (PLA) تبديل مي شود. ميکروب ها قند را به اسيد لاکتيک تبديل مي کنند. سپس، ملکولهاي اسيد لاکتيک به طريق شيميايي به صورت زنجيرهاي پلاستيک در مي آيند.

در رويکرد دوم، خود ميکروبها به طور مستقيم قند را به پلاستيک تبديل مي کنند. براي مثال، باکتري  Ralstonia eutropha قند را به پلاستيکي به نام پلي هيدورکسي آلکونات (PHA) تبديل مي کنند. اين پلاستيک به صورت دانه هايي درون ميکروب انباشته مي شود. اين دانه ها حتي مي توانند تا 90 درصد جرم يک سلول را تشکيل دهند.

در رويکرد سوم، ژن هايي را که باعث توليد پلاستيک مي شوند، وارد ژنوم گياهان مي کنند. به اين ترتيب اين گياهان تراژن به کارخانه هاي توليد پلاستيک تبديل مي شوند. در سال 1992 گروهي از پژوهشگران ميشيگان و دانشگاه ماديسون براي نخستين بار گياه رشادي (Arabidopsis thaliana) را طوري دستکاري ژنتيکي کردند که توانست نوعي PHA توليد کند.

سال بعد، توليد PHA ي انعطاف پذيرتري در گياه ذرت آغاز شد. براي اينکه پلاستيک با توليد مواد غذايي رقابت نکند، پژوهشگران بخش هايي از گياه ذرت (برگها و ساقه ها) را که به طور معمول برداشت نمي شوند، مورد توجه قرار دادند. پرورش پلاستيک در اين بخش ها به کشاورزان اين امکان را مي دهد که پس از برداشت دانه هاي ذرت زمين را براي برداشت ساقه ها و برگهاي حاوي پلاستيک درو کند.

در آينده پس از برداشت دانه هاي ذرت از ساقه ها و برگ هاي برجاي مانده به منظور استخراج پلاستيک و از باقي مانده گياه جهت توليد بخار و برق استفاده خواهد شد.