科学家发现以有毒塑料为食的细菌

该细菌能够分解广泛使用但很少回收的聚氨酯。

科学家发现了一种以有毒塑料为食的细菌。这种细菌不仅会分解塑料，还会把塑料当作食物来提供能量。

这种细菌是在一个倾倒塑料的垃圾场发现的，它是已知的第一个攻击聚氨酯的细菌。每年有数百万吨的塑料被生产出来，用于运动鞋、尿布、厨房海绵和泡沫绝缘材料等，但由于回收难度太大，这些塑料大多被送往垃圾填埋场。

当这些塑料被分解时，会释放出有毒和致癌的化学物质，这些化学物质会杀死大多数细菌，但是新发现的菌株能够存活下来。虽然这项研究已经发现了这种细菌及其一些关键特征，但在它被用于处理大量的塑料垃圾之前，还有很多工作要做。

德国莱比锡亥姆霍兹环境研究中心的Hermann Heipieper是该研究小组的成员之一，他说:“这些发现代表着在能够重复利用难以回收的聚氨酯产品方面迈出了重要的一步。”他说，这种细菌可能需要10年的时间才能大规模使用，与此同时，减少塑料的使用和减少塑料在环境中的使用量是至关重要的，因为塑料很难回收利用。

自上世纪50年代以来，全球共生产了逾80亿吨[1]塑料，其中大部分最终污染了地球上的土地和海洋，或被扔进了垃圾填埋场。科学家们表示，这可能会“对自然环境造成近乎永久性的污染”。

这项发表在《微生物学前沿》(Frontiers in Microbiology)杂志[2]上的研究发现了一种新菌株的假单胞菌(Pseudomonas bacteria)，这是一个以能够承受高温和酸性环境等恶劣条件而闻名的家族。

研究人员在实验室里给它喂了聚氨酯的关键化学成分。“我们发现这些细菌可以利用这些化合物作为碳、氮和能量的唯一来源，”Heipieper说。

真菌曾被用于分解聚氨酯，但细菌更容易用于工业用途。Heipieper说，下一步将是识别编码这种细菌产生的酶的基因，这种酶能分解聚氨酯。

2018年，科学家们透露，他们意外地创造了一种突变酶[3]，可以分解塑料饮料瓶，而塑料饮料瓶是由PET制成的，这可能使瓶子首次实现完全回收利用。英国朴茨茅斯大学(University of Portsmouth)酶创新中心主任约翰·麦基恩(John McGeehan)教授是这一进展背后的团队成员之一，他称赞了这项新工作。

“某些聚氨酯的破裂会释放出有毒的添加剂，需要小心处理。”这个研究小组已经发现了一种可以对付这些化学物质的菌株。”他说。“虽然还有很多工作要做，但这是令人兴奋和必要的研究，它证明了从大自然中寻找有价值的生物催化剂的力量。”理解和利用这些自然过程将为创新的回收解决方案打开大门。”

Heipieper说:“当环境中有大量的塑料时，就意味着有大量的碳，就会进化出把这些当作食物的东西。细菌数量庞大，它们的进化速度非常快。

“然而，这当然不意味着微生物学家的工作可以导致一个完整的解决方案，”他说。“我们首要做的还是应该避免塑料被释放到环境中。”

以前的研究也表明，一些真菌可以分解PET塑料[4]，而蜡蛾幼虫[5]——通常作为鱼饵饲养——可以吃掉塑料袋。

参考：

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.