能够吃掉塑料的细菌

今天我们扔掉的塑料瓶子将存在几百年。这是为什么今天塑料污染问题愈演愈烈的主要原因之一。塑料污染问题极为严重，甚至对海洋生命带来致命性的影响。

  然而，最近科学家发现了一种能够吃掉塑料的细菌。准确来说，这种细菌吃掉的是制造塑料瓶所使用的塑料。目前，科学家已对细菌实现改良，使其工作速度更快。虽然这种细菌的影响有限，并不能完全解决塑料污染的问题，但这一方案确实展示了细菌如何帮助创建更环保的资源回收利用。

  塑料都是复杂的聚合物，这意味着它们长而重复的分子链不溶于水。这些分子链的强度使得塑料非常耐用，同时也意味着它们需要很长时间才能自然分解。如果塑料可以分解为更小的、具有可溶性的化学单位，那么我们就可以回收部分的基础材料，并使其在闭环系统中形成新的塑料。

  2016年，日本科学家测试了许多来自塑料瓶回收站的细菌。他们发现一种名为Ideonellasakaiensis201-F6的细菌能够消化用于生产一次性饮料瓶的塑料——也就是聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）。这种细菌通过分泌PET降解酶（PETase）来完成塑料分解。这种酶是一种能够加快化学反应的蛋白质，它能够分解PET中特定的酯基化学键并使用其中的碳作为食物来源，最终留下细菌能够消化的小分子。

  虽然我们已经知道其它细菌酶能够缓慢地消化PET，但这种新发现的酶明显进化得更加适应吞噬塑料这种工作。这表明了新的酶的工作速度更快、效率更高，具有应用于生物循环领域的潜力。

  因此，为了更确切地了解PET降解酶的运作方式，数个团队正在研究它的结构。在过去的一年内，来自韩国、中国、英国、美国和巴西的研究团队都发表了相关的论文，他们在论文中展示PET降解酶的高清结构并分析其作用机制。

  论文表明，PET降解酶中起化学分解作用的部分能够自然地粘附于PET的表面，并在30℃的环境下运作，这使得PET降解酶适用于生物反应器的循环回收。此外，有两个团队发现，稍微改变PET降解酶的化学特性，PET降解酶就会以不同方式作用于PET，能比自然的PET降解酶运作的更快。

  在生物反应器中使用酶类物质来分解并回收塑料说起来简单，做起来难。塑料本身的特性让它们很难与酶类物质发生反应。

  使用在饮料瓶中的PET具有半结晶的分子结构，这意味着塑料分子紧密地结合实在一起，酶类物质很难对它们起作用。最新的研究表明，经过改良后的酶可能更加有效，因为它易于接近与反应相关的分子，能够轻松地分解PET分子，甚至是掩埋后的分子。

  适度的改良

  人类对PET降解酶的改良并不显著，我们远不能解决塑料危机问题。但这项研究阐述了PET降解酶的分解方式及其广阔前景，并告知我们：操控酶中活性成分可以提高其工作速度。
对酶类物质进行基因工程编辑，使他们比自然进化时更好地发挥作用。这听起来有些不同寻常。也许这一成果表明这种利用PET降解酶的细菌只是最近进化出来，并且生存在人造塑料上的。这给了科学家一个激动人心的机会：科学家有可能通过编辑经优化的PET降解酶来赶超这种细菌的进化。

  然而，科学界还存在着一种顾虑。当我们把改良后的细菌使用于生物反应器，这些细菌很可能是被高度控制的。而这种细菌进化的首要目的是为了降解并且消耗塑料。这就说明，我们极为信赖的塑料并不如我们想象的那般耐用。

  如果更多的细菌开始以疯狂的状态食用塑料，原本可以持续存在多年的塑料制品和塑料结构就会受到威胁。塑料制造业也会面临巨大的挑战，因为相关从业人员必须阻止产品被饥饿的微生物污染。

  来自抗生素领域的教训告诉我们，我们并不比细菌聪明多少。但这样的研究可能会给我们一个全新的开始。

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