沙特阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）研究团队在最新全球海洋样本研究中，首次发现大量海洋细菌已通过独特酶结构进化，可分解和消耗塑料。这一发现为未来海洋清洁提供了新思路。
据介绍，这些海洋微生物普遍携带名为PETase的酶，而该酶上的“M5基序”是其高效分解聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）塑料的关键。PET塑料广泛用于饮料瓶及纤维制品，过去被认为难以自然分解。研究负责人、海洋生态学家Carlos Duarte表示，“M5基序好比PETase酶的指纹，只要存在这一结构，就具备分解PET塑料的能力。”团队还指出，海洋中碳元素稀缺，使得细菌进化出分解新型人造碳源——塑料的能力。
科学家过去认为，塑料难以被自然降解。直到2016年，日本一处回收厂发现能以塑料为食的细菌后，才发现PETase酶具备将PET分解为基础成分的能力。但此前并不确定海洋微生物是否同样能进化出类似酶。
本次KAUST研究团队结合人工智能结构建模、大规模遗传分析及实验室测试，证实完整“M5基序”是判定微生物真能降解PET的核心标志。携带该基序的海洋细菌在实验中表现出高效分解PET的能力，基因表达检测显示，相关基因在塑料污染严重海域更为活跃。
研究者在全球七大洋超过400个样本中发现，近八成海域中都存在含有M5基序的功能性细菌，从富含垃圾的表层水到深达两公里的缺乏养分海域都有分布。分析显示，在贫乏区域，分解塑料这种“人造碳源”能极大增强细菌生存力。
该团队表示，这些酶的出现，标志着微生物已经开始应对人类带来的海洋污染。但Duarte强调，微生物的自然分解速度远赶不上塑料污染的速度。“等到塑料沉入深海，海洋生物和人类早已遭受污染威胁。”
不过，这项发现也有望推动陆地产业应用。研究人员认为，不同类型的PETase酶为回收再利用、闭环处理等工业设计提供了天然模型，特别能助力塑料废物在工厂和家庭实现高效降解。M5基序为相关酶结构优化提供了重要线索，有望将实验室成果推向现实应用。科学家表示，只要能利用这些关键结构调整，人类或许就能借助深海微生物，找到治理塑料污染的新“盟友”。
编译自/ScitechDaily