4月28日，《微生物生物技術》刊發中國科學院青島生物能源與過程研究所研究員崔球團隊等成果。科研人員發現迄今已知的最高效的全菌PET塑料降解策略，證實了嗜熱全菌催化策略的優越性和應用前景。
目前，全世界每年的塑料產量已達4億噸且與日俱增。因有效降解困難帶來環境汙染問題引發普遍關注。
聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）等塑料因物理化學結構穩定，自然環境下難以分解，會引發長期生態問題。
「因PET生物降解法具有環境友好、條件溫和的優勢，其在高溫條件下有利於提高塑料的生物降解效率，因此，嗜熱PET降解體系一直是國內外科研人員關注的焦點。」崔球告訴《中國科學報》。
研究人員以熱纖梭菌作為底盤細胞，將來自枝葉堆肥元基因組的嗜熱角質酶LCC在熱纖梭菌中進行異源表達，從而成功建立了具有PET降解功能的嗜熱全菌催化劑。該全菌催化劑可以在60℃條件下，14天內成功將60%的商業化PET塑料薄片轉化為乙二醇和對苯二甲酸等可溶性單體。
這一以熱纖梭菌重組菌株為全菌催化劑的PET降解性能顯著高於之前報導的基於嗜中溫細菌和微藻的全菌催化體系。由於熱纖梭菌可以通過合成纖維小體高效降解木質纖維素，因此，基於熱纖梭菌的全菌催化策略還有望在混紡織品廢棄物的生物回收中發揮出巨大的應用潛力。
據悉，崔球團隊的代謝物組學研究組前期已成功建立了熱纖梭菌這一典型嗜熱細菌的成熟的基因操作平臺，可以通過對熱纖梭菌的任意遺傳改造實現高效全菌催化劑的定向打造。
目前，研究人員已經將基於熱纖梭菌的全菌催化技術成功應用於木質纖維素的生物轉化領域，建立了新型的整合生物糖化技術。
該研究得到中科院戰略性先導專項、國家自然科學基金委、山東省自然科學基金委的資助。
相關論文信息：https://doi.org/10.1111/1751-7915.13580
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