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汙染環境下微生物被迫進化:大量新酶類(lèi)出現,可降解10種不同類型塑料(liào)

來源:中國草莓污视频樹脂網 2021-12-17 11:00:13

隨著越來越多(duō)的塑料廢物(wù)暴露在環境中,自然界也在(zài)尋找新(xīn)的應對方法進行“自我”消化。據外媒報道,一項發表在美國微生物領域(yù)mBio期刊上的研究(jiū)表明,全球海洋和土壤(rǎng)中的(de)微生(shēng)物正在進化,以降解(jiě)不斷增多的人類(lèi)製造的塑料(liào)廢(fèi)物。

微生物的進(jìn)化:汙染越重,酶的種類和數(shù)量就越多

該(gāi)研究由瑞典學者發起,是(shì)對微生物塑料降解潛力進(jìn)行的首次大規模全球評估。研究(jiū)人員從世界236個不同地點采集微(wēi)生物樣本。在(zài)收集分析的微生物(wù)樣本中(zhōng),發現近四分之一樣(yàng)本攜帶可以降解塑料的酶。然後,研究人員將這些酶與95種已知可降解塑料的微(wēi)生物酶進行對比分析。

研究結果顯示,從提取(qǔ)的微生物樣本中發現了3萬種不同的酶(méi),其(qí)中近60%的酶不(bú)屬於任何已知的酶類,這(zhè)些微生物以“未知的(de)方式”,可降解約10種(zhǒng)不同類型的塑料。

巴厘島貝拉瓦海灘上的塑料垃圾

此外,研究人員還發現,不同地區酶的數量和類(lèi)型與塑料廢(fèi)物的數量(liàng)、類型相匹(pǐ)配。他們指出,從(cóng)海洋中提(tí)取的微生物樣本中發現了大約1.2萬種新酶,而在越深的海底(塑料汙染更為嚴重),酶的含量就越高。在土壤中提取的微生物(wù)樣本(běn)中,研(yán)究人員也發現塑料汙染嚴重的地區,微生物(wù)酶的種類就越豐富,且數量也更多。

“我們的多個研(yán)究(jiū)結果(guǒ)證實了,全球微生物群的塑(sù)料降解潛力與塑料汙染密切相關——這(zhè)也說明了環境(jìng)是如何應對我們不斷向其施加(jiā)的汙染壓力。”研究作者、瑞典查爾(ěr)姆斯理(lǐ)工大學教授阿列克謝·澤列茲尼亞克(kè)表示。同時,研究者(zhě)揚·茲(zī)裏梅克教授也表示,“我們沒想到會發現如此(cǐ)多的微生物酶,這也反映了塑料汙染的嚴重性。”

大自然的(de)啟示:有望將新的酶引入塑料降解

研究人員表(biǎo)示,在(zài)過去70年時間裏,塑料產量從每年200萬噸(dūn)激(jī)增至3.8億噸。每年有近1.5億噸塑料被填埋或釋放到環境中,而其中超過800萬噸(dūn)塑料隨河水流入海洋。大多(duō)數塑料(liào)廢(fèi)物不會降解,隻是通過數年的時間分(fèn)解(jiě)成微粒。據此前研究,從珠穆朗瑪峰的(de)頂峰到深海區域,甚至(zhì)人類(lèi)的腸胃中,都發(fā)現了微塑料。塑料需求增加而引發的(de)環境危機,導(dǎo)致塑料後端的收集和處理也愈加受到各界重視。

此前,英(yīng)國科學家約(yuē)翰 · 麥基漢等人草莓污视频了一種(zhǒng)新的“超(chāo)級酶”,以解決塑料垃圾(jī)難題。

但目前很多塑料很難(nán)回收再利用或有效降解,科學界也一直在尋找可以分解塑料的微生物酶。2016年,科學家在日本垃圾場中發現了第一種自然進化的可降解塑料的微生物細菌。科學家們對其展開研究,了解其如何產(chǎn)生關鍵酶。隨後科學家對該(gāi)種生物酶進行了調整和改進,在幾(jǐ)天的時間內可分解PET塑(sù)料。在2020年,經再一次調整,其分解塑料的速度提高了六倍。

而數萬種新型微生物酶的(de)發現,將(jiāng)有助於研究者進一步了解生物分解塑料的機製和步驟,促進(jìn)草莓污视频(chéng)生物學研究,在工業塑料廢物生(shēng)物降解方麵有所突破。另一方麵,使用酶可以將塑料解聚(jù)恢複到(dào)原始單體(tǐ)結(jié)構,從而實現塑料的(de)重複使用,減少新(xīn)塑料生產的(de)需求。

“下一步就是在這些新酶中選出最有希望的候選酶,密切研究它們的(de)特性及塑(sù)料降解能(néng)力,”澤列(liè)茲(zī)尼亞克(kè)說道。“基於此研究,還可以針對特定塑料類型設計出不同(tóng)的降解方式。”


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