奶牛胃里的微生物甚至能够分解一些塑料(下)
然后,研究小组从鲁门液体中取样DNA,以了解哪些特定微生物可能导致塑料降解。据《 应用微生物学与生物技术 》杂志和 《危险材料杂志》 报道,大约98%的DNA属于细菌王国,其中最主要的属是 伪多莫纳 ,其中几个物种过去曾被证明分解塑料。
根据2017年 《农业和食品化学杂志》的 一份报告 ,Acinetobacter 属的细菌在液体中也大量出现,同样,该属中的几个物种也被证明分解了合成聚酯。
展望未来,Ribitsch 和她的团队希望充分描述鲁门液体中吃塑料的细菌,并确定细菌用来分解塑料的特定酶。
如果他们发现可能有用的酶进行回收利用,那么他们就可以对大量生产这些酶的微生物进行基因工程,而无需直接从牛胃中收集这些微生物。
里比奇说,通过这种方式,酶可以轻松、廉价地生产出来,用于工业规模。
在这方面,Ribitsch和她的团队已经申请了一种回收利用专利,使纺织材料按顺序暴露在各种酶中:研究小组在以前的工作中发现了这些酶。
第一批酶会侵蚀材料中的布纤维,而下一批酶则会消耗特定聚酯。这工作,因为每个酶针对非常具体的化学结构,因此不会分解只是它遇到的任何材料。
通过这种方式,含有多种材料的纺织品可以回收利用,而无需首先被分离成其部件,Ribitsch解释道。
马尼托巴大学生物系统工程系的分子生物学家和生物技术学家大卫·莱文(David Levin)说,根据这项新研究,牛核桃可能代表了发现这类有益酶的另一种环境,但这种酶在自然界的许多地方都会出现。
例如,莱文说,发现第一种能够食用PET的细菌是 伊德内拉·萨坎西斯 ,一种参与清酒发酵的物种。他指出,某些海洋生物分泌可分解塑料的切片,感染陆地植物的各种真菌也是如此。
莱文说,到目前为止,科学家们已经幸运地找到了能分解PET和可生物降解塑料(如PBAT和PEF)的塑料消耗酶,但现在,真正的挑战在于找到酶来分解更麻烦的塑料产品。
例如,像聚乙烯和聚丙烯这样的塑料主要由碳原子之间的强键组成,这种结构限制了酶抓住分子和启动水解的能力,Ribitsch说。
莱文说,虽然科学家已经发现、特征化和商业化的酶来降解PET,但研究人员仍在寻找能够处理聚乙烯和聚丙烯的微生物。
莱文和他的实验室已经确定了一些有前途的候选人在这方面,但他们仍在想办法最大限度地提高虫子的塑料吃力。
里比施说,她的团队还关注能够消耗聚乙烯的微生物,并想知道这些微生物是否潜伏在奶牛的胃里。
她说:"也许我们可以在如此巨大的社区中发现,比如在鲁门液体中,这种酶也会降解聚丙烯和聚乙烯。