一项新的研究发现,咀嚼塑料的土壤细菌未来可能会在回收中心找到工作。
周一发表在《自然化学生物学》(Nature Chemical Biology)杂志上的研究结果显示,西北大学(Northwestern University)领导的一组研究人员的一项新研究揭示了一种常见的细菌睾酮酮胞菌(Comamonas睾酮)消化塑料的代谢机制。
研究人员希望他们的发现能减少人们对石油基塑料的需求,并找到利用可再生资源制造塑料的新方法。
睾酮藻,生活在各种环境中,如土壤和污水污泥,以其分解复杂废物的能力而闻名,如合成洗衣液。但研究人员也利用了细菌对塑料和木质素(一种纤维性木本植物化合物)的天然胃口。
西北大学微生物学家Ludmilla Aristilde在一份声明中说,社会可以利用土壤细菌作为“一种自然发生的生化反应资源……帮助我们处理地球上积累的废物。”
特别是,Aristilde的实验室找到了一种方法,让C.睾酮将塑料或木质素的长分子分解成更小的链,可以重新组合成新的塑料。木质素是木材中发现的一种耐用化合物。
与之前设计细菌分解塑料垃圾的尝试相比,这种细菌消化塑料的天然能力为大规模回收提供了更大的希望。
这一发现将为陷入困境的回收领域提供潜在的拯救——几十年来,该领域一直在努力建立一种“循环经济”,这种经济可能从根本上终结对新的化石燃料生产塑料的需求。
据《国会山》报道,2002年,美国回收了不到5%的塑料,比2015年近10%的高点有所下滑。
据美国国家公共之声报道,尽管这些数字令人沮丧,但几十年来,塑料行业一直将回收利用视为一项公共义务,也是对抗塑料污染的主要手段。
据美国国家公共电台报道,尽管大多数塑料聚合物在分解之前只能转化为另一种物体一两次。
长期以来,科学家们一直希望吃塑料的微生物可以为解决这个问题提供一种潜在的方法。微生物是极具创造力的化学家,有能力开发和交易新的燃料来源方法——在这种情况下,延伸到构成塑料聚合物的顽强、持久的分子。
2018年,日本科学家意外地用他们在2016年发现的一种吃塑料的细菌制造出了第一个天然塑料降解酶。到2020年,研究人员已经开发出一种可以将塑料分解速度提高6倍的酶。
同年,德国研究人员发明了一种酶,能够在10小时内分解1吨塑料瓶。
从那时起,新发现不断涌现。
根据2020年的一项研究,瑞典查尔姆斯理工大学的研究人员对土壤和海洋细菌的调查发现了3万种不同的酶,这些酶可以分解10种塑料。
这些科学家推测,全球塑料生产过剩刺激了可以吃塑料的微生物的进化。
科学家们还发现了一种细菌(假单胞菌),它可以分解聚氨酯,这是一种难以回收或破坏的塑料。
去年,斯堪的纳维亚的科学家们发现了一种湖泊细菌,它在塑料袋表面比在树叶和树枝上更容易生长。
然而,这些举措还没有达到大规模商业应用的程度。
阿里斯蒂德说,虽然为特定目的设计细菌并不容易,但睾酮C.睾酮是对抗塑料的绝佳平台,因为它不能轻易地将饮食改变为更容易消化的食物。
“C。睾酮不能利用糖,就这样,”她说,并指出这些“自然遗传限制”使得这种细菌在攻击塑料时特别有效。
阿里斯蒂德认为,土壤细菌可能是处理地球上废物的宝贵资源。社会可以利用细菌化学创新这一“未开发、未开发”的资源来解决地球上日益严重的废物问题。
她补充说:“微生物学的力量是惊人的,可以在建立循环经济方面发挥重要作用。”