沙特阿卜杜拉國王科技大學（KAUST）研究團隊在最新全球海洋樣本研究中，首次發(fā)現(xiàn)大量海洋細菌已通過獨特酶結(jié)構(gòu)進化，可分解和消耗塑料。這一發(fā)現(xiàn)為未來海洋清潔提供了新思路。

據(jù)介紹，這些海洋微生物普遍攜帶名為PETase的酶，而該酶上的“M5基序”是其高效分解聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）塑料的關(guān)鍵。PET塑料廣泛用于飲料瓶及纖維制品，過去被認為難以自然分解。研究負責人、海洋生態(tài)學家Carlos Duarte表示，“M5基序好比PETase酶的指紋，只要存在這一結(jié)構(gòu)，就具備分解PET塑料的能力?！眻F隊還指出，海洋中碳元素稀缺，使得細菌進化出分解新型人造碳源——塑料的能力。

科學家過去認為，塑料難以被自然降解。直到2016年，日本一處回收廠發(fā)現(xiàn)能以塑料為食的細菌后，才發(fā)現(xiàn)PETase酶具備將PET分解為基礎(chǔ)成分的能力。但此前并不確定海洋微生物是否同樣能進化出類似酶。

本次KAUST研究團隊結(jié)合人工智能結(jié)構(gòu)建模、大規(guī)模遺傳分析及實驗室測試，證實完整“M5基序”是判定微生物真能降解PET的核心標志。攜帶該基序的海洋細菌在實驗中表現(xiàn)出高效分解PET的能力，基因表達檢測顯示，相關(guān)基因在塑料污染嚴重海域更為活躍。

研究者在全球七大洋超過400個樣本中發(fā)現(xiàn)，近八成海域中都存在含有M5基序的功能性細菌，從富含垃圾的表層水到深達兩公里的缺乏養(yǎng)分海域都有分布。分析顯示，在貧乏區(qū)域，分解塑料這種“人造碳源”能極大增強細菌生存力。

該團隊表示，這些酶的出現(xiàn)，標志著微生物已經(jīng)開始應(yīng)對人類帶來的海洋污染。但Duarte強調(diào)，微生物的自然分解速度遠趕不上塑料污染的速度?！暗鹊剿芰铣寥肷詈＃Ｑ笊锖腿祟愒缫言馐芪廴就{。”

不過，這項發(fā)現(xiàn)也有望推動陸地產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。研究人員認為，不同類型的PETase酶為回收再利用、閉環(huán)處理等工業(yè)設(shè)計提供了天然模型，特別能助力塑料廢物在工廠和家庭實現(xiàn)高效降解。M5基序為相關(guān)酶結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了重要線索，有望將實驗室成果推向現(xiàn)實應(yīng)用?？茖W家表示，只要能利用這些關(guān)鍵結(jié)構(gòu)調(diào)整，人類或許就能借助深海微生物，找到治理塑料污染的新“盟友”。

編譯自/ScitechDaily