اکثر پلاستیک‌های مورد استفاده امروزی از مواد اولیه پتروشیمی‌های تجدیدناپذیر مشتق می‌شوند که به دلیل ساختار شیمیایی مقاوم، به آسانی در محیط‌های طبیعی تجزیه نمی‌شوند.

زباله‌های پلاستیکی، به‌ویژه پلی اتیلن‌تر فتالات(PET)، چالش‌های زیست‌محیطی زیادی ایجاد کرده است، بخشی از این چالش‌ها ناشی از استفاده گسترده از این نوع پلاستیک در تولید ظروف یکبار مصرف بوده که سالانه حجم عظیمی از آن را تولید و وارد محیط زیست می‌کند و تجزیه و بازیافت آن مستلزم صرف زمان و انرژی بالایی می‌باشد. روش‌های فعلی بازیافت، بازدهی بسیار پائینی دارند و مواد با خواص پائین تری نسبت به پلاستیک‌های اولیه تولید می‌کنند. روش‌های بازیافت درجه سوم، نظیر تجزیه در اثر حرارت یا پلیمریزاسیون شیمیایی، مزایای بالقوه دارند اما با چالش‌های مهندسی و اقتصادی مواجه هستند.

از روش های تجزیه بیولوژیکی پلاستیک‌ها میتوان به تجزیه پلاستیک‌ها با استفاده از باکتری‌ها اشاره نمود:

Ideonella sakaiensis یک باکتری است که با خاصیت تجزیه پلی اتیلن ترفتالات (PET) از طریق فرآیندهای متابولیکی در سال 2016 در سایت دفن زباله‌ در شهر ساکائی کشور ژاپن کشف شد .این باکتری فعالیت PET هیدرولاز (PETase) را در تخریب PET بیان می‌کند. PETase آنزیمی است که PET را به ترکیبات سازنده خود، تجزیه می‌کند. شناسایی Ideonella sakaiensis دست ‌آورد‌های بالقوه‌ای برای توسعه روش‌های جدید به منظور تخریب و بازیافت PET بوجود آورده است. چرا که پس از آن در مطالعه‌ای در سال 2023محققان یک پلت فرم میکروبی ایجاد کردند که می‌تواند زباله‌های پلاستیکی را به پروتئین نوترکیب با ارزشی چون پروتئین‌های ابریشم و پروتئین فلورسنت سبز (GFPuv) تبدیل کند. این مطالعه بر تبدیل پلی اتیلن دپلیمریزه شده، به مواد زیستی با استفاده از سویه‌ای از باکتری سودوموناس متمرکز بود که قادر به تبدیل آن به محصولات پروتئینی نوترکیب است. ادغام ژنومی ژن‌های نوترکیب برای پروتئین فلورسنت سبز و پروتئین ابریشم الهام گرفته منجر به تولید تقریباً 10 میلی گرم در لیتر پروتئین در هنگام استفاده از پلی اتیلن به عنوان منبع کربن شد. در این مطالعه محیط بهینه‌ای برای کشت و تسهیل رشد زیست توده با غلظت‌های پایین‌تر هیدروکربن و استفاده از NH₄Cl به عنوان منبع نیتروژن به منظور تولید پروتئین از بسترهای مشتق شده از پلی اتیلن برای این سویه اعمال شد. که به ادعای نویسندگان مقاله قابلیت کاربری در مقیاس وسیع دارد، آنها همچنین نشان دادند که پلی اتیلن غیر پلیمریزه شده شیمیایی می تواند توسط سودوموناس آئروژینوزا به پروتئین ابریشم تبدیل شود. و به عنوان یک پلت فرم میکروبی برای تبدیل ضایعات پلاستیکی به مواد مبتنی بر پروتئین نوترکیب، یک رویکرد پایدار برای استفاده مجدد از زباله های از جنس پلی اتیلن، پیامدهای عملی قابل توجهی برای مدیریت زباله و تولید مواد زیستی با ارزش افزوده داشته باشد. این فناوری تبدیل میکروبی، قابلیت‌های پلتفرم‌های موجود، مانند تولید پلی‌هیدروکسی آلکانوات‌ها را گسترش می‌دهد تا تنوع بیشتری از محصولات تولید شده از جریان‌های زباله پلاستیکی را در بر بگیرد. یافته‌های این مطالعه به‌عنوان پایه‌ای برای تلاش‌های آینده با هدف استفاده مجدد از زباله‌های پلاستیکی مقاوم به پروتئین‌های نوترکیب ارزشمند، کمک به توسعه فرآیندهای تبدیل زباله کارآمدتر و پایدارتر باشد.

دکتر منصوره دهقانی عضو هیئت علمی گروه مهندسی بهداشت محیط دانشگاه علوم پزشکی شیراز