由超级蠕虫微生物群制成的"超级肠道"能吞噬问题塑料

由超级蠕虫微生物群制成的"超级肠道"能吞噬问题塑料 在这项新研究中，新加坡南洋理工大学（NTU Singapore）的研究人员在此前对这些耐寒黄粉虫的微生物组进行研究的基础上，构建了一个可扩展的生物体特殊肠道环境副本，他们认为该副本能够可持续地处理大量普通塑料。虽然科学家们早就知道蠕虫对塑料的胃口，但与许多生物技术一样，问题在于如何将其应用于现实世界。这种"超级肠道"背后的团队可能已经破解了这一密码。在这个过程中，很少有蠕虫受到伤害。南洋理工大学副教授曹斌说："一只蠕虫一生只能够消耗大约几毫克塑料，因此可以想象，如果我们要依靠它们来处理塑料垃圾，需要多少蠕虫。我们的方法将蠕虫从等式中剔除，从而消除了这种需求。我们的重点是增强蠕虫肠道中有用的微生物，并建立一个能有效分解塑料的人工'蠕虫肠道'。"祝您好胃口：菜单上有高密度聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯 新加坡南洋理工大学研究小组首先给三组蠕虫喂食了三种不同的普通塑料众所周知难以分解的高密度聚乙烯（HDPE）、聚丙烯（PP）和聚苯乙烯（PS），为期 30 天(幸运的对照组则食用燕麦粥）。随后，科学家们从啃食塑料的蠕虫内脏中提取了微生物组，并将其放入装有合成营养物质和三种塑料的烧瓶中培养，让它们在六周内发育成人工肠道。他们发现，与对照组的蠕虫相比，实验室培养的蠕虫肠道中产生了更多的塑料降解细菌，而且每种细菌在处理特定材料时都表现出更高的效率。研究人员（左起）Sakcham Bairoliya、曹斌和刘一楠博士这项研究的第一作者刘一楠博士说："我们的研究是首次成功尝试从喂食塑料的蠕虫肠道微生物组中培养塑料相关细菌群落。通过将肠道微生物组暴露在特定条件下，我们能够提高人工'蠕虫肠道'中塑料降解细菌的丰度，这表明我们的方法是稳定的，可以大规模复制。"虽然这只是概念验证，但研究人员认为，在更大范围内培育这种人工"超级肠道"并不存在障碍，而且这种人工"超级肠道"还可以专门用于处理特定材料。他们现在正在研究蠕虫坚韧肠道过程背后的分子生物学，希望能更容易地设计出分解塑料的细菌群落，用于商业用途。这项研究发表在《国际环境》杂志上。 ... PC版： 手机版：

南洋理工大学研究人员发明人造"蠕虫肠道"吞噬塑料垃圾

南洋理工大学研究人员发明人造"蠕虫肠道"吞噬塑料垃圾 南洋理工大学的科学家们用不同的塑料食物喂养蠕虫，并从它们的肠道中提取微生物组，将它们放在烧瓶中培养，形成人工"蠕虫肠道"。图片来源：新加坡国立大学南洋理工大学土木与环境工程学院（CEE）和新加坡环境生命科学工程中心（SCELSE）的研究人员通过用塑料喂养蠕虫并培养其内脏中的微生物，展示了一种加速塑料生物降解的新方法。先前的研究表明，面包虫 - 通常作为宠物食品出售、因其营养价值而被称为"超级蠕虫"的黑甲虫的幼虫能够以塑料为食而存活，因为其肠道中含有能够分解常见类型塑料的细菌。然而，由于进食和虫体维持的速度较慢，将它们用于塑料处理一直不切实际。现在，南洋理工大学的科学家们展示了一种克服这些挑战的方法，他们分离出蠕虫的肠道细菌，利用它们来完成这项工作，而无需大规模繁殖蠕虫。(左起）南洋理工大学研究团队成员包括研究员 Sakcham Bairoliya 博士、曹斌副教授和研究员 Liu Yinan 博士。资料来源：新加坡国立大学南洋理工大学电子工程学院副教授、南洋环境科学与工程学院首席研究员曹斌说："一只蠕虫一生只能消耗几毫克的塑料，因此可以想象，如果我们要依靠它们来处理塑料垃圾，需要多少蠕虫。我们的方法将蠕虫从等式中剔除，从而消除了这种需求。我们的重点是提高蠕虫肠道中有用微生物的数量，并建立一个能够有效分解塑料的人工'蠕虫肠道'"。这项研究最近发表在《国际环境》杂志上，与南洋理工大学 2025 五年战略计划中促进创新并将研究成果转化为造福社会的实际解决方案的承诺相一致。开发人造蠕虫肠道为了开发他们的方法，南洋理工大学的科学家们给三组超级蠕虫喂食了不同的塑料食物高密度聚乙烯（HDPE）、聚丙烯（PP）和聚苯乙烯（PS）为期 30 天。对照组喂食燕麦片。北大科学家之所以选择这些塑料，是因为它们是世界上最常见的塑料之一，用于食品盒和洗涤剂瓶等日常用品。高密度聚乙烯是一种以抗冲击性强、不易分解而著称的塑料。在这些蠕虫内脏中发现的细菌可以分解塑料。资料来源：南洋理工大学在给蠕虫喂食塑料后，科学家从它们的肠道中提取了微生物组，并将它们放在装有合成营养物和不同类型塑料的烧瓶中培养，形成了人工"蠕虫肠道"。在室温下，让微生物组在烧瓶中生长六周。增加塑料降解细菌科学家们发现，与对照组相比，装有喂食塑料的蠕虫肠道微生物群的烧瓶中，塑料降解菌显著增加。此外，与直接喂给蠕虫的塑料上的微生物相比，在烧瓶中塑料上定植的微生物群落更简单，更适合特定类型的塑料。当微生物群落更简单且针对特定类型的塑料时，在实际应用中就有可能更有效地降解塑料。该研究的第一作者、中欧和东欧环境与工程学院研究员刘一楠博士说："我们的研究是首次成功尝试从喂食塑料的蠕虫肠道微生物组中培养塑料相关细菌群落。通过将肠道微生物组置于特定条件下，我们能够提高人工'蠕虫肠道'中塑料降解细菌的丰度，这表明我们的方法是稳定的，可以大规模复制。"研究人员说，他们的概念验证为开发利用蠕虫肠道微生物群处理塑料垃圾的生物技术方法奠定了基础。下一步，研究人员希望了解超级蠕虫肠道中的细菌如何在分子水平上分解塑料。了解这一机制将有助于科学家们在未来设计塑料降解细菌群落，从而高效地分解塑料。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

【新研究:蜡虫唾液酶可轻易分解聚乙烯塑料】英国路透社报道，蜡虫唾液中的两种物质能够轻易分解一种常见塑料，全球应对塑料污染的斗争有

【新研究:蜡虫唾液酶可轻易分解聚乙烯塑料】英国路透社报道，蜡虫唾液中的两种物质能够轻易分解一种常见塑料，全球应对塑料污染的斗争有望取得进展。蜡虫是一种名为蜡螟的蜡蛾的幼虫。研究人员说，在这种虫的唾液中发现的两种酶可以在室温下迅速降解聚乙烯，这一步可在数小时内完成。 #月光新资讯

微型机器人游入海洋 捕捉微塑料和细菌

微型机器人游入海洋 捕捉微塑料和细菌 访问：Saily - 使用eSIM实现手机全球数据漫游 安全可靠 源自NordVPN 观看它们成群结队下水工作的视频：据《ACS Nano》杂志报道，研究人员制造出了微小的磁珠，它们能在受污染的水中成群飞舞，捕捉微塑料和细菌等污染物。微塑料的尺寸为 5 毫米或更小，这给塑料污染问题增添了另一个层面，因为动物可以吃这些微塑料，从而可能受到伤害，或将微粒带入食物链，最终进入人类体内。到目前为止，人们还不完全了解微塑料对人类健康的影响。然而，微塑料本身并不是唯一令人担忧的问题。这些碎片会吸引细菌，包括病原体，这些细菌也会被摄入。为了同时清除水中的微生物和塑料，马丁-普梅拉及其同事转而使用微型机器人系统，该系统由许多小部件组成，模仿自然界的鱼群（如鱼群）协同工作。为了清洁水源，研究人员设计了成群的微小球形机器人，它们可以收集细菌和小块塑料。资料来源：美国化学学会为了制造这种机器人，研究小组将带正电荷的聚合物股与磁性微粒连接起来，磁性微粒只有在暴露于磁场时才会移动。从磁珠表面辐射出来的聚合物链既能吸引塑料，也能吸引微生物。单个成品机器人的直径为 2.8 微米。当暴露在旋转磁场中时，机器人就会聚集在一起。研究人员发现，通过调整自组织成扁平集群的机器人数量，他们可以改变蜂群的运动和速度。为了清洁水源，研究人员设计了成群的微小球形机器人（浅黄色），它们可以收集细菌（绿色）和小块塑料（灰色）。来源：改编自 ACS Nano 2024，DOI: 10.1021/acsnano.4c02115在实验室实验中，研究小组通过在水箱中加入荧光聚苯乙烯珠（1 微米宽）和活跃游动的铜绿假单胞菌（可引起肺炎和其他感染），复制了环境中的微塑料和细菌。接下来，研究人员在水箱中加入微型机器人，并将其置于旋转磁场中 30 分钟，每 10 秒钟开关一次。机器人的浓度为每毫升 7.5 毫克，这是测试的四种浓度中最密集的一种，捕获了大约 80% 的细菌。同时，在相同的浓度下，游离塑料珠的数量也逐渐减少，因为它们被吸引到了微型机器人上。随后，研究人员用永久磁铁收集机器人，并使用超声波将附着在机器人上的细菌分离出来。然后，他们将去除的微生物暴露在紫外线辐射下，完成了消毒。当再次使用时，经过消毒的机器人仍能拾取塑料和微生物，尽管两者的数量都较少。研究人员指出，这种微型机器人系统为清除水中的塑料和细菌提供了一种很有前景的方法。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

不会产生微塑料的藻基塑料已通过测试

不会产生微塑料的藻基塑料已通过测试 在一项新的研究中，加州大学圣地亚哥分校（UC San Diego）和材料科学公司 Algenesis 的研究人员从另一个角度解决了这一问题，他们开发出了一种植物基聚合物，这种聚合物即使被研磨成微塑料，也能在 7 个月内完成生物降解。加州大学圣迭戈分校化学与生物化学教授、Algenesis 公司联合创始人、该研究的作者之一 Michael Burkart 说："我们刚刚开始了解微塑料的影响。我们正试图为已经存在的材料找到替代品，并确保这些替代品在使用寿命结束后能够生物降解，而不是在环境中聚集。这并不容易。"生物降解是微生物将聚合物分解成更简单分子的过程。它要求聚合物含有微生物产生的塑料降解酶可以接触到的化学键，并且这些微生物可以消耗聚合物分解释放出的分子。注意：所有塑料都是聚合物，但并非所有聚合物都是塑料。化学与生物化学教授、Algenesis 联合创始人兼研究报告作者罗伯特-波默罗伊（Robert Pomeroy）说："大约六年前，当我们首次创造出这种藻基聚合物时，我们的初衷一直是希望它能够完全生物降解。我们有大量数据表明，我们的材料正在堆肥中消失，但这是我们第一次在微粒水平上对其进行测量。"多年前，波默罗伊、伯卡尔特和分子生物学教授斯蒂芬-梅菲尔德（Stephen Mayfield）的一个将藻类转化为燃料的项目演变成了开发高性能生物可降解聚氨酯的探索。鉴于塑料来自石油，而石油来自藻类，研究人员开始直接用藻油制造塑料。由此产生的藻类聚合物被称为 TPU-FC1，用于制造世界上第一双可生物降解的鞋子，Pomeroy 甚至写了一本关于他的藻基材料的书。在当前的研究中，研究人员使用装有 80 号砂纸的砂带机来生成包括 TPU-FC1 在内的各种材料的微塑料。每种材料都使用了不同的砂带机，以防止交叉污染。他们使用不同的方法来检测微生物是否消化了微塑料。首先，在与家庭堆肥相同的条件下，将微塑料放入天然含有微生物的堆肥中。90 天后，堆肥样本的检查结果显示，TPU-FC1 微颗粒减少了 68%，而 EVA 微颗粒的数量几乎没有变化。200 天后，TPU-FC1 样品中的微塑料粒子数比开始时总体减少了 97%（EVA 粒子数没有变化）。石油基（EVA）和植物基（TPU-FC1）微塑料的粒子计数显示，随着时间的推移，EVA 几乎没有生物降解，而 TPU 到 200 天时已基本消失。图/SC 圣地亚哥研究人员使用一组相同的微塑料和堆肥样本来跟踪二氧化碳 (CO2) 含量，并使用呼吸计进行测量。当微生物分解堆肥时，它们会释放出二氧化碳气体。纯纤维素样品作为内部对照，用于监测背景"二氧化碳演化"，这是堆肥中微生物活性的一种测量方法。纤维素在 45 天内达到 75% 的二氧化碳进化量，表明堆肥具有足够的活性。与非生物降解材料的预期结果一样，EVA 微颗粒在 200 天的实验中没有出现二氧化碳进化现象。TPU-FC1 微塑料的生物降解效果显著，在 200 天的时间点上，二氧化碳进化达到 76%。因此，呼吸测定法证实了 TPU-FC1 的生物可降解性，并证明生物降解的结果之一是将微塑料中的碳转化为二氧化碳。由于塑料不溶于水，会漂浮在水面上，很容易被舀出水面，因此研究小组接下来将微塑料加入水中进行测试。每隔 90 天和 200 天，几乎 100%的 EVA 微型塑料都被回收，这意味着它们都没有发生生物降解。相比之下，90 天后，只有 32% 的 TPU-FC1 微颗粒被回收，200 天后，只有 3% 的微颗粒被回收，这表明 97% 的微颗粒已经生物降解。对藻类塑料进行的化学分析检测到了用于制造塑料的单体，这表明聚合物已被分解为最初的植物材料。进一步分析发现，细菌能够将 TPU-FC1 用作碳源，并证实它们能够将其分解。该研究的另一位作者斯蒂芬-梅菲尔德（Stephen Mayfield）说："这种材料是第一种在使用过程中不会产生微塑料的塑料。这不仅仅是针对产品生命周期末端和我们拥挤的垃圾填埋场的可持续解决方案。这实际上是一种不会让我们生病的塑料。"使用传统制造设备制造生物可降解塑料具有挑战性，但 Algenesis 公司正在取得进展。该公司已与特瑞堡（Trelleborg）合作生产涂层织物，并与犀牛盾（RhinoShield）合作生产手机保护壳。伯卡特说："当我们开始这项工作时，有人告诉我们这是不可能的。现在我们看到了不同的现实。还有很多工作要做，但我们希望给人们带来希望。这是可能的。"这项研究发表在《科学报告》杂志上。 ... PC版： 手机版：

《侏罗纪公园》剧情成真：麻省理工学院创造出用于储存 DNA 的合成琥珀

《侏罗纪公园》剧情成真：麻省理工学院创造出用于储存 DNA 的合成琥珀 DNA 保存技术的进步在电影《侏罗纪公园》中，科学家提取了在琥珀中保存了数百万年的 DNA，并用它创造了早已灭绝的恐龙种群。麻省理工学院的研究人员部分受这部电影的启发，开发出一种玻璃状、类似琥珀的聚合物，可用于长期存储 DNA，无论是整个人类基因组还是照片等数字文件。目前大多数储存 DNA 的方法都需要冷冻温度，因此需要消耗大量能源，在世界上许多地方都不可行。相比之下，新型琥珀状聚合物可以在室温下储存 DNA，同时保护分子不受热量或水的破坏。研究人员证明，他们可以用这种聚合物存储编码《侏罗纪公园》主题音乐的 DNA 序列以及整个人类基因组。他们还证明，DNA 可以很容易地从聚合物中取出，而不会对其造成损坏。简化 DNA 保存技术前麻省理工学院博士后詹姆斯-巴纳尔（James Banal）说："冷冻 DNA 是保存 DNA 的首要方法，但这种方法非常昂贵，而且无法扩展。我认为，我们的新保存方法将成为一种可能推动未来在 DNA 上存储数字信息的技术"。巴纳尔和麻省理工学院A. Thomas Geurtin化学教授杰里迈亚-约翰逊（Jeremiah Johnson）是这项研究的资深作者，他们的研究成果于6月12日发表在《美国化学学会学报》（Journal of the American Chemical Society）上。麻省理工学院前博士后 Elizabeth Prince 和麻省理工学院博士后 Ho Fung Cheng 是论文的主要作者。麻省理工学院的研究人员设计出了一种将 DNA 封装到一种名为交联聚苯乙烯的热固性聚合物中的方法。DNA 被嵌入聚合物后，可以通过用半胱胺处理聚合物再次释放出来。图片来源：研究人员提供探索新的 DNA 编码方法DNA 是一种非常稳定的分子，非常适合存储海量信息，包括数字数据。数字存储系统将文本、照片和其他类型的信息编码为一系列 0 和 1。同样的信息可以通过构成遗传密码的四种核苷酸编码到 DNA 中：例如，G 和 C 可用来表示 0，而 A 和 T 则表示 1。DNA 提供了一种高密度存储数字信息的方法：从理论上讲，一个装满 DNA 的咖啡杯就可以储存全世界的数据。DNA 还非常稳定，合成和排序也相对容易。2021 年，巴纳尔和他的博士后导师、麻省理工学院生物工程教授马克-巴特（Mark Bathe）开发出一种将 DNA 储存在二氧化硅颗粒中的方法，这些颗粒可以贴上标签，显示颗粒中的内容。这项工作促成了名为"Cache DNA"的衍生公司的诞生。这种储存系统的一个缺点是，将 DNA 嵌入二氧化硅颗粒需要几天的时间。此外，从颗粒中移除 DNA 需要氢氟酸，而氢氟酸会对处理 DNA 的工人造成危害。用于 DNA 存储的创新聚合物设计为了找到替代存储材料，巴纳尔开始与约翰逊及其实验室成员合作。他们的想法是使用一种被称为可降解热固性的聚合物，这种聚合物在加热时会形成固体。这种材料还包括易于断裂的可裂解链节，使聚合物能够以可控的方式降解。约翰逊说："有了这些可解构热固性塑料，根据我们在其中加入的可裂解键，我们可以选择如何降解它们。"在这个项目中，研究人员决定用苯乙烯和一种交联剂来制造热固性聚合物，它们共同形成了一种琥珀色的热固性聚合物交联聚苯乙烯。这种热固性聚合物还具有很强的疏水性，因此可以防止水分进入并破坏 DNA。为了使这种热固性物质可以降解，苯乙烯单体和交联剂与称为亚硫酰内酯的单体共聚。通过使用一种名为半胱胺的分子对其进行处理，可以切断这些连接。T-REX 方法：DNA 储存的新方法由于苯乙烯非常疏水，研究人员必须想出一种方法来诱导 DNA（一种亲水性、带负电荷的分子）进入苯乙烯。为此，他们找到了三种单体的组合，并将其转化为聚合物，通过帮助 DNA 与苯乙烯相互作用来溶解 DNA。每种单体都有不同的特性，它们通力合作，使 DNA 离开水进入苯乙烯。在那里，DNA 形成球形复合物，带电的 DNA 位于中心，疏水基团形成与苯乙烯相互作用的外层。加热后，这种溶液会变成玻璃状的固体块，其中嵌入 DNA 复合物。研究人员将他们的方法命名为 T-REX（热固性强化湿保存）。研究人员说，将DNA嵌入聚合物网络的过程需要几个小时，但随着进一步优化，这个时间可能会缩短。为了释放 DNA，研究人员首先加入半胱胺，半胱胺会裂解将聚苯乙烯热固性材料连接在一起的键，将其分解成小块。然后，再加入一种名为 SDS 的洗涤剂，这样就能在不损坏聚苯乙烯的情况下将 DNA 从聚苯乙烯中分离出来。DNA 存储技术的未来研究人员利用这些聚合物证明，他们可以封装不同长度的 DNA，从几十个核苷酸到整个人类基因组（超过 50000 个碱基对）。除了《侏罗纪公园》的主题音乐外，他们还能存储编码《解放奴隶宣言》和麻省理工学院徽标的 DNA。在对 DNA 进行存储和移除之后，研究人员对其进行了测序，发现没有引入任何错误，这是任何数字数据存储系统的关键特征。研究人员还发现，这种热固性聚合物可以在高达 75摄氏度（167华氏度）的温度下保护 DNA。目前，他们正在研究如何简化聚合物的制作过程，并将其制成胶囊，以便长期储存。对个性化医疗和未来研究的影响Cache DNA 是由 Banal 和 Bathe 创办的一家公司，Johnson 是该公司科学顾问委员会的成员。他们设想的最早应用是存储用于个性化医疗的基因组，他们还预计，随着未来更好技术的开发，这些存储的基因组可能会被进一步分析。"我们的想法是，为什么不永远保存生命的主记录呢？巴纳尔说。"10年或20年后，当科技的进步远远超出我们今天的想象时，我们可以了解到越来越多的东西。我们对基因组及其与疾病的关系的了解还处于起步阶段。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：