重大發(fā)現(xiàn)：全球 80% 海域發(fā)現(xiàn)“吃塑料”細(xì)菌，已進(jìn)化出降解能力

IT之家 11 月 5 日消息，科技媒體 ssbcrack 昨日（11 月 4 日）發(fā)布博文，報(bào)道稱阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)（KAUST）的科學(xué)家宣布突破性發(fā)現(xiàn)，深海微生物已進(jìn)化出能消化 PET 塑料的特殊酶（PETase）。

IT之家注：PET 全稱為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，是一種常見的熱塑性聚酯，俗稱滌綸樹脂，主要特點(diǎn)包括高強(qiáng)度、高透明度、良好的阻隔性和耐化學(xué)性。它廣泛用于制造飲料瓶、食品容器、合成纖維（如滌綸）和工程塑料等產(chǎn)品，并可根據(jù)需要制成各種形狀。

KAUST 研究的核心突破在于識(shí)別出了一個(gè)名為“M5 基序”的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)特征。研究聯(lián)合負(fù)責(zé)人、海洋生態(tài)學(xué)家卡洛斯?杜阿爾特解釋稱，M5 基序就像一個(gè)“分子指紋”，能夠精準(zhǔn)判斷一種 PETase 酶是否具備高效降解 PET 塑料的活性。

攜帶 M5 基序的 PETase 酶的細(xì)菌能夠以塑料為食，這種特性如今已在全球各大洋中廣泛存在。圖片來源：2025 KAUST

在此之前，科學(xué)家雖于 2016 年在日本發(fā)現(xiàn)了能依靠塑料生存的細(xì)菌，但這種適應(yīng)性是否在廣闊的海洋中普遍存在，一直是個(gè)未解之謎。而 M5 基序的發(fā)現(xiàn)，為篩選功能性塑料降解酶提供了可靠的生物標(biāo)記。

為驗(yàn)證這一發(fā)現(xiàn)，研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合了人工智能建模、基因篩選和實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)。結(jié)果證實(shí)，攜帶完整 M5 基序的海洋細(xì)菌確實(shí)能夠高效分解 PET 塑料樣本。

基因活性圖譜進(jìn)一步顯示，編碼這種高效 PETase 的基因在全球海洋中表現(xiàn)出高度活躍，尤其是在塑料污染嚴(yán)重的區(qū)域。這表明，這些酶是從其他碳?xì)浠衔锝到饷高M(jìn)化而來，幫助微生物在營(yíng)養(yǎng)匱乏的深海環(huán)境中，將塑料作為新的碳源加以利用。

為了評(píng)估這種“食塑”能力在全球的分布情況，研究人員分析了從全球不同地點(diǎn)采集的 400 多個(gè)海洋樣本。結(jié)果驚人地顯示，在近 80% 的樣本水中都發(fā)現(xiàn)了帶有 M5 基序的功能性 PETase，其分布范圍從充滿碎片的表層環(huán)流一直延伸到近 2000 米下的貧瘠深海。

盡管這一發(fā)現(xiàn)令人振奮，但杜阿爾特同時(shí)警告稱，依靠自然界的清理速度來拯救海洋還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。他強(qiáng)調(diào)，當(dāng)塑料沉入深海時(shí)，其對(duì)海洋生物和人類消費(fèi)者的危害已經(jīng)造成，這一自然過程的速度遠(yuǎn)追不上污染的速度。

不過，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)為陸地上的塑料回收帶來了新希望。M5 基序提供了一份“藍(lán)圖”，揭示了在真實(shí)環(huán)境中起作用的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。科學(xué)家可以借鑒深海細(xì)菌演化出的這些高效模型，在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行優(yōu)化，從而設(shè)計(jì)出能用于工業(yè)化處理廠、甚至未來家庭場(chǎng)景下的高效降解酶，加速閉環(huán)回收進(jìn)程。

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