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汙染環境下微生物被迫(pò)進(jìn)化:大量新酶類出現,可降解(jiě)10種不同類型塑料

來源:中國国产精品免费福利樹脂網 2021-12-17 11:00:13

隨著越來越多的塑料廢物暴(bào)露在環境中,自然界也(yě)在尋找新的應對方法進行“自我”消化(huà)。據外(wài)媒報道,一項發表在美國微(wēi)生物領域mBio期刊(kān)上的研究表明(míng),全球海洋和土壤中的微生物正在進化,以降解不斷增(zēng)多的人類製造的塑料廢物。

微生物的進化:汙染越重,酶的種類和數量就越多

該研究由瑞典學者發起,是(shì)對微生物塑料降解潛力進行的首次(cì)大規模全球評估(gū)。研究人員從世界236個不同地點采集微生物樣本。在收集(jí)分析的微生物(wù)樣本中,發(fā)現近四分之一樣本攜帶可以降解塑料的酶。然後,研究人員將這些(xiē)酶與95種(zhǒng)已知可降解塑料的微生物酶進行對比分析。

研(yán)究結果顯(xiǎn)示,從提(tí)取的微生物樣本中發現了3萬種(zhǒng)不同的酶,其中近60%的(de)酶不屬於任何已知的酶類,這些微生物(wù)以“未知的方式”,可降解約10種不同類型的塑料(liào)。

巴厘島貝拉瓦海灘上的塑料垃圾(jī)

此外,研究人員還發現,不同(tóng)地區酶(méi)的數量和類型與塑料廢物的數量(liàng)、類型(xíng)相匹配。他們指出,從海(hǎi)洋中提取的(de)微(wēi)生物樣本(běn)中發現了大約1.2萬種新酶,而在越(yuè)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(de)微生物樣本中,研究人員也發現塑料汙染(rǎn)嚴重的地區,微生物酶的種類就越豐富,且數量也(yě)更多。

“我們的多個研究結果證實了,全球微生物群的塑料降解潛力與塑料汙染密切相關——這也說明了環境是如何應對我們(men)不斷向其施加的汙染壓力。”研究(jiū)作者、瑞(ruì)典查爾姆斯理工大學教(jiāo)授阿列克謝·澤列茲尼亞克(kè)表示。同時,研究者揚·茲裏梅(méi)克教授也表示,“我們沒想到會發現如(rú)此多的微生(shēng)物酶,這(zhè)也反(fǎn)映了塑料汙染的嚴重性。”

大自然的啟(qǐ)示:有(yǒu)望將新的酶引入塑料(liào)降解

研究人員表示,在(zài)過去70年時間裏,塑料產量從每年200萬噸激增至3.8億噸。每年有近1.5億(yì)噸(dūn)塑料被填埋或釋放到環境中,而其中超過800萬噸塑料隨河水流入海洋。大多數塑料廢物不會(huì)降解,隻是通過(guò)數年的時間分解成微粒。據(jù)此前研究(jiū),從珠穆朗瑪峰的頂峰(fēng)到深海區域,甚(shèn)至人(rén)類的腸(cháng)胃中,都(dōu)發現(xiàn)了微塑料。塑料需求增加而引發的環境危機,導致塑料後端的收集和處理也愈加受到各界重視。

此前,英國科學家約翰 · 麥基(jī)漢等人国产精品免费福利了(le)一種新的“超級酶”,以解決(jué)塑料垃圾難題。

但目前很多塑料很難回收再利(lì)用(yòng)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(chǎng)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(duì)其展開研究,了解(jiě)其如何產生關鍵酶。隨後科學家對該種生物酶進行了調(diào)整和改進,在幾天的時間內(nèi)可分解PET塑料(liào)。在2020年,經再一次調整,其分解塑料(liào)的速度提高了六倍(bèi)。

而數萬種(zhǒng)新型微生物酶的發現(xiàn),將有助於研究者進一步了(le)解生物分解塑料的機製和步驟(zhòu),促進国产精品免费福利生物學研究,在(zài)工業塑料廢物(wù)生物降解方麵有所突破。另一方(fāng)麵,使用酶可以將塑料解聚恢複到原始單體結構,從而(ér)實現塑料的重複使用,減少(shǎo)新塑料生產的需求。

“下一(yī)步就是在這些新酶中選出(chū)最有希望的候(hòu)選酶,密切研究它們的特性(xìng)及塑料降解能力,”澤列茲尼亞克說道。“基於此研究,還可以針對特(tè)定塑料類型設(shè)計出不同的降(jiàng)解方式。”


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