科學家發現以有毒塑料為食的細菌

2020-12-05 木法沙和三傻

該細菌能夠分解廣泛使用但很少回收的聚氨酯。

科學家發現了一種以有毒塑料為食的細菌。這種細菌不僅會分解塑料，還會把塑料當作食物來提供能量。

這種細菌是在一個傾倒塑料的垃圾場發現的，它是已知的第一個攻擊聚氨酯的細菌。每年有數百萬噸的塑料被生產出來，用於運動鞋、尿布、廚房海綿和泡沫絕緣材料等，但由於回收難度太大，這些塑料大多被送往垃圾填埋場。

當這些塑料被分解時，會釋放出有毒和致癌的化學物質，這些化學物質會殺死大多數細菌，但是新發現的菌株能夠存活下來。雖然這項研究已經發現了這種細菌及其一些關鍵特徵，但在它被用於處理大量的塑料垃圾之前，還有很多工作要做。

德國萊比錫亥姆霍茲環境研究中心的Hermann Heipieper是該研究小組的成員之一，他說:「這些發現代表著在能夠重複利用難以回收的聚氨酯產品方面邁出了重要的一步。」他說，這種細菌可能需要10年的時間才能大規模使用，與此同時，減少塑料的使用和減少塑料在環境中的使用量是至關重要的，因為塑料很難回收利用。

自上世紀50年代以來，全球共生產了逾80億噸[1]塑料，其中大部分最終汙染了地球上的土地和海洋，或被扔進了垃圾填埋場。科學家們表示，這可能會「對自然環境造成近乎永久性的汙染」。

這項發表在《微生物學前沿》(Frontiers in Microbiology)雜誌[2]上的研究發現了一種新菌株的假單胞菌(Pseudomonas bacteria)，這是一個以能夠承受高溫和酸性環境等惡劣條件而聞名的家族。

研究人員在實驗室裡給它餵了聚氨酯的關鍵化學成分。「我們發現這些細菌可以利用這些化合物作為碳、氮和能量的唯一來源，」Heipieper說。

真菌曾被用於分解聚氨酯，但細菌更容易用於工業用途。Heipieper說，下一步將是識別編碼這種細菌產生的酶的基因，這種酶能分解聚氨酯。

2018年，科學家們透露，他們意外地創造了一種突變酶[3]，可以分解塑料飲料瓶，而塑料飲料瓶是由PET製成的，這可能使瓶子首次實現完全回收利用。英國樸茨茅斯大學(University of Portsmouth)酶創新中心主任約翰·麥基恩(John McGeehan)教授是這一進展背後的團隊成員之一，他稱讚了這項新工作。

「某些聚氨酯的破裂會釋放出有毒的添加劑，需要小心處理。」這個研究小組已經發現了一種可以對付這些化學物質的菌株。」他說。「雖然還有很多工作要做，但這是令人興奮和必要的研究，它證明了從大自然中尋找有價值的生物催化劑的力量。」理解和利用這些自然過程將為創新的回收解決方案打開大門。」

Heipieper說:「當環境中有大量的塑料時，就意味著有大量的碳，就會進化出把這些當作食物的東西。細菌數量龐大，它們的進化速度非常快。

「然而，這當然不意味著微生物學家的工作可以導致一個完整的解決方案，」他說。「我們首要做的還是應該避免塑料被釋放到環境中。」

以前的研究也表明，一些真菌可以分解PET塑料[4]，而蠟蛾幼蟲[5]——通常作為魚餌飼養——可以吃掉塑膠袋。

參考：

1. Plastic pollution risks 'near permanent contamination of natural environment' . 19 Jul 2017. The Guardian.

2. Toward Biorecycling: Isolation of a Soil Bacterium That Grows on a Polyurethane Oligomer and Monomer. 27 March 2020. Frontiers in Microbiology.

3. Scientists accidentally create mutant enzyme that eats plastic bottles. 16 Apr 2018. The Guardian.

4. Structural and functional studies of a Fusarium oxysporum cutinase with polyethylene terephthalate modification potential. 17 Aug 2015. NCBI.

5. Plastic-eating worms could help wage war on waste. 25 Apr 2017. The Guardian.

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