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 M5基序揭秘高效降解酶

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2025-11-06 07:49:37 IT之家

阿卜杜拉國王科技大學(xué)的科學(xué)家宣布了一項(xiàng)突破性發(fā)現(xiàn)，深海微生物進(jìn)化出一種能消化PET塑料的特殊酶（PETase）。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，廣泛用于制造飲料瓶、食品容器、合成纖維和工程塑料等產(chǎn)品。

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。海洋生態(tài)學(xué)家卡洛斯·杜阿爾特解釋說，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。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。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。

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)來驗(yàn)證這一發(fā)現(xiàn)。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?；蚧钚詧D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)?？茖W(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。

(責(zé)任編輯：zx0176)

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