研究人员对爱尔兰海滩上的膨胀聚苯乙烯垃圾进行了富集处理，成功分离出一种细菌，该细菌能够产生三种分解聚酯的酶。
来自伦敦布鲁内尔大学的团队正在探索能够降解塑料的微生物，期望这些微生物或其酶能为解决日益严重的塑料垃圾问题提供新思路。
他们的研究成果《富集原生塑料相关生物膜群落以增强聚酯降解活性》已发表在《环境微生物学》期刊上。
通讯作者罗南·麦卡锡博士表示：“如果微生物能够降解不可回收的塑料，将大大减少焚烧和填埋的塑料量。”
“许多已知的塑料降解微生物和酶的效率较低，因此我们需要选择更高效的生物，或设计更有效的酶。通过我们的富集实验，我们发现原生塑料垃圾群落能够富集为降解活性更强的群落。”
“这种方法可以应用于各种废塑料和浓缩实验条件，以优化适合工业批量培养的细菌分离。我们还发现了三种可能参与聚酯降解的酶。”
该团队从环境废塑料中收集原生细菌群落，进行富集实验，发现仅将塑料废物作为碳源后，降解塑料的能力有所提升。
他们观察到群落组成的变化，并确定了一种假单胞菌，该菌株具有三种可能在聚酯降解中发挥作用的酶。
“塑料垃圾是一个日益严重的全球性问题，但处理大量塑料垃圾的环保或可持续解决方案有限，”麦卡锡博士指出。
“虽然回收可以为某些塑料提供第二次生命，但并非所有类型的塑料都易于回收，且塑料只能回收几次。”目前，只有9%的塑料垃圾得到了回收利用。
“不可回收的塑料通常会被焚烧或填埋，但更环保的解决方案可能是利用微生物降解塑料，分解后的产物可以用于不同的行业，甚至可以制造新的塑料。”
“我们希望找到能够降解塑料的新细菌，特别是希望从环境废塑料中收集它们，以提高其降解塑料的机会。”
“我们不仅希望将当地社区与废塑料隔离开来，还希望改善这一状况，因为天然塑料降解活动往往太慢，效率低下。”
研究的目标是从废塑料中分离和表征本地细菌群落。在实验室中，研究小组发现，膨胀的聚苯乙烯促进了大多数细菌在其表面形成生物膜群落。
这可能是因为膨胀聚苯乙烯充满了空气孔，漂浮在海洋中，允许许多细菌附着在其上，并保护它们免受自然因素的影响。
“为了收集与塑料相关的原生群落，我们寻找了膨胀的聚苯乙烯废物，以增加细菌的数量。我们从爱尔兰的一个海滩上收集了膨胀聚苯乙烯垃圾，并将其带回伦敦的实验室，”麦卡锡博士说。
“我们建立了一个浓缩实验，将每一块膨胀的聚苯乙烯分成两部分。一部分在丰富的肉汤中过夜，以收集原本孤立的细菌群落。第二部分在肉汤中培养了近两个月，除了塑料垃圾本身，没有任何碳源供细菌生长，以丰富那些仅靠塑料垃圾生存和生长的物种的细菌群落。”
富集实验结束后，研究人员从肉汤中收集富集菌群，并测试其塑料降解能力。他们首先比较了原始群落和富集群落对聚己内酯(PCL)的降解能力，这是聚酯降解的一种模式。
富集群落中有7个能够降解PCL，并且比原始群落的降解能力更强，在大多数情况下，原始群落没有表现出能够降解PCL的迹象。
以PS13为例，原始群落对PCL的降解能力较弱，但在单个菌落水平上，3天后只有4.8%的菌落能降解PCL，而强化群落对PCL的降解能力较强，3天后有94.7%的菌落能降解PCL。
麦卡锡博士表示：“我们进一步研究了PS13，群落测序发现原始群落相当多样化，而富集的群落主要是假单胞菌。”
“我们从七个PCL降解富集群落中分离出一个强PCL降解菌落。其中6个也被发现是假单胞菌——虽然所有不同的菌株具有不同的表型，但它们是密切相关的。”
“第七种是芽孢杆菌，它是众所周知的塑料降解剂，不同于假单胞菌。我们发现PS13 stutzeri假单胞菌能够在PCL作为唯一碳源的情况下生长，并对该菌株进行了全基因组测序。”
“测序结果显示，该菌株含有三种假定的酶，与已知的聚酯和PET降解酶的序列相似。特别是，PsP1与PmC非常匹配，这表明这可能是一种新的聚酯降解酶。”
麦卡锡博士表示，令人惊讶的是，斯图氏假单胞菌中发现如此多的富集菌群占主导地位。
“这些聚酯降解酶的存在在以前的假单胞菌中没有被描述过。在一种细菌中同时存在PETase和MHETase也是相对罕见的。”
未来的研究可以集中在对不同的塑料废物样本进行相同的富集实验，以确定能够降解不同类型塑料的新细菌种类。
“这为丰富那些能够在塑料废物上茁壮成长的物种提供了一种有希望的方式。”麦卡锡博士说：“我们发现的能够降解多种塑料的细菌越多，我们就有更好的选择，可以在工业上应用微生物来降解塑料垃圾。”
“我们将进一步研究发现的三种酶，以确定它们是否对聚酯有活性。如果它们是，它们可以被添加到已知的塑料降解酶的列表中，这些酶可以被设计成具有更好的活性。”
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希望本篇文章《从废弃菌落中发现能产生三种可降解聚酯酶的细菌》能对你有所帮助！
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