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微生物隊(duì)立大功：“超級(jí)蠕蟲(chóng)”變身“塑料食客”
2022年06月16日 13:45:11 來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 作者：吳吳吳 點(diǎn)擊量：5242

澳大利亞昆士蘭大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)常見(jiàn)的大麥蟲(chóng)能夠消化聚苯乙烯塑料，這得益于其腸道中的一種細(xì)菌酶，這種酶可能是大規(guī)模回收PS塑料的關(guān)鍵。

　　【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】1909年，美籍比利時(shí)化學(xué)家列奧·亨德里克·貝克蘭合成了人類歷史上第一種完全由人工合成的塑料——酚醛塑料。在此后的一百多年里，塑料成了上至航空航天，下至農(nóng)業(yè)地礦的必備材料之一。
 
　　從20世紀(jì)50年代以來(lái)，人類大約生產(chǎn)了83億噸塑料制品，其中有60%被填埋、焚燒或直接倒江河湖海，只有10%左右的塑料得到回收利用。2022年6月，經(jīng)合組織(OECD)發(fā)出警告稱，如果不采取任何措施，2060年全世界的塑料產(chǎn)量將由2019年的4.6億噸上升到12.31噸，塑料垃圾也將超兩倍增長(zhǎng)，由3.53億噸增至10.14億噸。
 
地球正面臨嚴(yán)重的塑料污染
 
　　聚苯乙烯(PS)是一種由苯乙烯聚合的無(wú)色透明的熱塑性塑料，它具有電絕緣性能好、易著色、加工流動(dòng)性好、剛性好及耐化學(xué)腐蝕性好等特點(diǎn)，被廣泛用于制造各種消費(fèi)品，是世界四大通用塑料之一。
 
　　與此同時(shí)，PS塑料質(zhì)量小、殘余價(jià)值低、不容易循環(huán)再生等缺點(diǎn)也使得不能得到它的回收和利用。
 
　　近日，澳大利亞昆士蘭大學(xué)的研究人員在《微生物基因組學(xué)》(Microbial Genomics)上發(fā)表了一篇研究成果，稱研究人員發(fā)現(xiàn)常見(jiàn)的大麥蟲(chóng)(Zophobas morio，又叫“超級(jí)蠕蟲(chóng)”)能夠消化PS塑料，這得益于其腸道中的一種細(xì)菌酶，這種酶可能是大規(guī)?；厥誔S塑料的關(guān)鍵。
 
　　實(shí)驗(yàn)中，研究人員采用給一組大麥蟲(chóng)喂食PS泡沫、一組喂食麩皮、一組禁食或只喂極少量食物的策略，進(jìn)行的為期三周的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)顯示，進(jìn)食PS塑料的大麥蟲(chóng)體重有所增加，這表明大麥蟲(chóng)能夠通過(guò)所進(jìn)食的PS塑料獲得生存所需的能量。
 
　　早在2015年，北京航空航天大學(xué)楊軍研究組和美國(guó)斯坦福大學(xué)吳唯民高級(jí)研究員、深圳華大基因公司趙姣博士等，在《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》(Environmental Science and Technology)上發(fā)表了內(nèi)容黃粉蟲(chóng)(面包蟲(chóng))能夠嚙食降解ps，并同化為為蟲(chóng)體脂肪的論文。
 
　　上文提到的研究與楊軍等人的研究有著異曲同工之妙，同時(shí)，大麥蟲(chóng)的長(zhǎng)度是黃粉蟲(chóng)的數(shù)倍，這也就意味著大麥蟲(chóng)是更為高效的“塑料食客”。
 
　　在經(jīng)過(guò)初步驗(yàn)證大麥蟲(chóng)能夠依靠進(jìn)食PS飼料存活后，研究人員利用元基因組學(xué)技術(shù)找到了幾種能夠降解聚苯乙烯和苯乙烯的編碼酶，接下來(lái)他們將圍繞著識(shí)別和人工設(shè)計(jì)出與PS塑料降解相關(guān)的酶展開(kāi)。
 
　　在思路上，小編猜測(cè)研究人員會(huì)按照計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)算法預(yù)測(cè)酶的突變的方式來(lái)對(duì)酶進(jìn)行設(shè)計(jì)，因?yàn)橹耙呀?jīng)有過(guò)相對(duì)成功的先例了。
 
　　今年4月，美國(guó)德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的研究人員就利用計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)算法預(yù)測(cè)PET降解酶(PETase)的突變從而提高了其活性，設(shè)計(jì)出的FAST-PETase擁有在24小時(shí)內(nèi)完全降解對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET塑料)的能力，并且在技術(shù)層面實(shí)現(xiàn)了PET塑料的“回收閉環(huán)”。（點(diǎn)擊查看相關(guān)新聞）
 
　　從PET塑料降解酶的設(shè)計(jì)，到PS塑料降解酶的有待挖掘，相信之后涌現(xiàn)出的酶會(huì)越來(lái)越多，生態(tài)環(huán)境的壓力也會(huì)得到減輕。
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