地球最大的其中一個問題可能有著一個小小的答案。

   德國研究人員在《微生物學(xué)前沿》(Frontiers in Microbiology)雜志上發(fā)表的報告稱，他們已經(jīng)識別并表征了一種能夠降解聚氨酯某些化學(xué)成分的細(xì)菌。

   這篇新論文的合著者、德國萊比錫亥姆霍茲環(huán)境研究中心的資深科學(xué)家Hermann J. Heipieper博士說:“這種細(xì)菌可以利用這些化合物作為碳、氮和能量的來源。這一發(fā)現(xiàn)對于重復(fù)利用難以回收的PU產(chǎn)品來說是非常重要的一步?！?

   聚氨酯具有輕質(zhì)、絕緣和柔韌性的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于冰箱、建筑、鞋類、家具以及許多其他應(yīng)用領(lǐng)域。在2015年，歐洲塑料產(chǎn)量中僅聚氨酯產(chǎn)品就有350萬噸。

   但不幸的是，由于大多數(shù)這類塑料是熱固性聚合物，加熱時不會熔化，所以對聚氨酯進(jìn)行回收或銷毀的難度很大，而且還需要花費(fèi)很多能源。這些垃圾最后大多數(shù)都會被填埋，在填埋場釋放出許多有毒化學(xué)物質(zhì)，其中一些化學(xué)物質(zhì)還會致癌。

   利用細(xì)菌和真菌等微生物來分解油基塑料是一個熱門研究領(lǐng)域，然而，像目前這篇研究論文一樣涉及到聚氨酯生物降解的卻很少。

   這個來自德國的研究小組成功地從一個富含脆性塑料垃圾的地方分離出了一種名為假單胞菌sp. TDA1的細(xì)菌，這種細(xì)菌有望可以破壞構(gòu)成聚氨酯塑料的一些化學(xué)鍵。

   為了確定細(xì)菌降解這些塑料的原理途徑，研究人員對細(xì)菌進(jìn)行了基因組分析。對于幫助微生物代謝塑料中的某些化合物以獲取能量的因素，研究人員已經(jīng)有了初步的發(fā)現(xiàn)，他們還進(jìn)行了其他分析和實(shí)驗(yàn)來了解這種細(xì)菌的能力。

   亥姆霍茲環(huán)境研究中心的克里斯蒂安·埃伯萊因(Christian Eberlein)博士是這篇論文的作者之一，他負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和監(jiān)督這項(xiàng)工作，據(jù)他介紹，這種特殊的菌株是一種耐受有毒有機(jī)化合物以及其他壓力形式的細(xì)菌。

   他說：“這種特性也被稱為耐溶劑性，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(From Plastic waste to Plastic value using Pseudomonas putida Synthetic Biology，利用假單胞菌合成生物學(xué)將塑料垃圾轉(zhuǎn)變?yōu)樗芰蟽r值)的科學(xué)計劃的一部分，該計劃試圖找到有用的微生物，將油基塑料轉(zhuǎn)化為完全可生物降解的塑料。正如它的名字所暗示的那樣，這個項(xiàng)目的重點(diǎn)是一種被稱為惡臭假單胞菌(Pseudomonas putida)的細(xì)菌。

   除了聚氨酯之外，包括亥姆霍茲環(huán)境研究中心在內(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，也就是廣泛用在塑料水瓶上的塑料。

   Heipieper說，未來對假單胞菌sp. TDA1研究的第一步將會是識別細(xì)胞外酶的編碼基因，這些細(xì)胞外酶也叫胞外酶，是一種分泌于細(xì)胞外的蛋白質(zhì)，可以引起生化反應(yīng)，分解聚酯基聚氨酯中的某些化合物。

   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)來制造這些酶或者其他酶來促進(jìn)生物塑料的生產(chǎn)。舉個例子，這樣做可能會涉及到將細(xì)菌基因改造成小型工廠，從而將油基化合物轉(zhuǎn)化為可生物降解的化合物，制成環(huán)境友好塑料。

   Heipieper說，在科學(xué)家實(shí)現(xiàn)技術(shù)和商業(yè)上的飛躍之前，科學(xué)家需要在更多類似研究中收集這些“基礎(chǔ)知識”。一次走一小步。