科學(xué)家發(fā)現(xiàn)可以幫助降解PU塑料的微生物
來源：科技部網(wǎng)站
應(yīng)對塑料這個地球上最大的環(huán)境問題之一，我們所需要的可能只是一個“很小”的答案。
近日，發(fā)表在Frontiers in Microbiology上的一項(xiàng)研究中，德國萊比錫Helmholtz環(huán)境研究中心（UFZ）鑒定出一種能夠降解聚氨酯（PU）中某些化學(xué)成分的細(xì)菌。
研究通訊作者、UFZ高級科學(xué)家Hermann J. Heipieper博士說：“這種細(xì)菌可以將這些化合物作為碳、氮和能量的唯一來源。這一發(fā)現(xiàn)邁出了能循環(huán)使用難以回收PU產(chǎn)品的重要一步。”
聚氨酯是一種高分子化合物，它出現(xiàn)于20世紀(jì)30年代，經(jīng)過近八十年的技術(shù)發(fā)展，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于家居領(lǐng)域、建筑領(lǐng)域、日用品領(lǐng)域、交通領(lǐng)域和家電領(lǐng)域等。
不幸的是，聚氨酯很難回收利用或銷毀，因?yàn)榇蠖鄶?shù)這類塑料都是熱固性聚合物，加熱時不會熔化。這些垃圾大部分最終進(jìn)入垃圾填埋場，而這種處理方式會釋放出許多有毒化學(xué)物質(zhì)，其中一些具有致癌性。
利用細(xì)菌和真菌等微生物來分解油基塑料是一個方興未艾的領(lǐng)域。然而，很少有研究像目前這篇論文一樣關(guān)注過聚氨酯的生物降解。
來自UFZ的研究團(tuán)隊(duì)成功從一個富含脆性塑料垃圾的地方分離出一種名為假單胞菌（sp.TDA1）的細(xì)菌，它有望破壞構(gòu)成聚氨酯塑料的一些化學(xué)鍵。
為了確定細(xì)菌降解這些塑料的途徑，研究人員對細(xì)菌進(jìn)行了基因組分析。他們對幫助微生物在塑料中代謝某些化合物以獲取能量的因素有了初步發(fā)現(xiàn)。他們還進(jìn)行了其他分析和實(shí)驗(yàn)，以了解這種細(xì)菌的功能。
研究合著者、Christian Eberlein博士說：“這種特殊的菌株屬于一種因耐受毒性有機(jī)化合物以及其他壓力而聞名的細(xì)菌。這種特征也稱為耐溶劑性，是極端微生物的一種形式。”
這項(xiàng)研究是歐盟一項(xiàng)名為P4SB（利用惡臭假單胞菌合成生物學(xué)將塑料垃圾變廢為寶）科學(xué)項(xiàng)目的一部分。該項(xiàng)目致力于尋找能夠?qū)⒂突芰限D(zhuǎn)化為可完全生物降解塑料的微生物。顧名思義，該項(xiàng)目專注于一種名為惡臭假單胞菌(Pseudomonas putida)的細(xì)菌。
除了聚氨酯之外，包括UFZ在內(nèi)的P4SB聯(lián)盟也在測試微生物對聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料的降解效果，PET是廣泛用于塑料水瓶的塑料。
Heipieper說：“未來對假單胞菌TDA1的研究的第一步將會是識別編碼能夠分解聚酯型聚氨酯中某些化合物細(xì)胞外酶的基因。細(xì)胞外酶，又稱胞外酶，是一種分泌于細(xì)胞外的蛋白質(zhì)，可以引起生化反應(yīng)。”
然而，目前科學(xué)家們還沒有計劃利用合成生物學(xué)技術(shù)來改造這些酶或其他酶來促進(jìn)生物塑料的生產(chǎn)。比如，這可能涉及通過轉(zhuǎn)基因手段將細(xì)菌轉(zhuǎn)化為微型工廠，從而將油基化合物轉(zhuǎn)變?yōu)榭缮锝到獾幕衔铮瞥蓪Νh(huán)境友好的塑料。
Heipieper說“在實(shí)現(xiàn)技術(shù)和商業(yè)上的飛躍之前，科學(xué)家們需要在更多類似研究中收集本研究中的這些‘基礎(chǔ)知識’。不積跬步，無以至千里。”
