【#前沿科技新闻】用细菌变废为宝，塑料垃圾变成止痛药！

【#前沿科技新闻】用细菌变废为宝，塑料垃圾变成止痛药！ 英国爱丁堡大学的科学家们带来了一项令人振奋的突破：他们通过基因改造大肠杆菌，实现了将塑料垃圾“变身”为扑热息痛（对乙酰氨基酚）的奇迹！这不仅为药物生产开辟了可持续的新路径，还为环境保护注入了强大动力。 【技术揭秘】 常见塑料PET（食品包装、塑料瓶中的“元凶”）先被转化为一种新材料。接着，科学家将这新材料与基因改造的大肠杆菌孵育。令人惊奇的是，大肠杆菌内发生了一种罕见的“洛森重排”反应一种过去只能在严苛实验室条件下实现的化学反应，如今在细菌细胞内自然催化完成，且细菌丝毫不受伤害。 随后，研究团队又通过导入蘑菇和土壤细菌的基因，赋予这些大肠杆菌将中间产物PABA转化为扑热息痛的能力。结果是：只需24小时，塑料原料就能高效转变为止痛药，产率高达92%，排放低，真正做到了环保与高效兼顾。⏰ 【意义与展望】 Stephen Wallace教授强调，这是首次将化学与生物学完美结合，既能清理塑料污染，又能生产必需药物的创新示范。虽然离大规模商业化还有距离，但这为“塑料废弃物→生物药物”的循环利用开辟了独一无二的新道路。未来，我们或许能在治病救人的同时，也让地球更洁净。 让我们为这场“微生物变废为宝”的绿色革命点赞，期待科技带来的更多惊喜！ #绿色科技 #生物合成 #塑料回收 #可持续发展 #创新药物 #科技改变生活

科学家利用纳米技术将肉桂转化为抗菌剂

科学家利用纳米技术将肉桂转化为抗菌剂 这种"纳米杀手"在对付大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌等病原微生物方面已显示出相当大的功效。这项技术的潜在应用领域包括消除食品中的病原体、废水处理以及控制医院感染。这种纳米设备所针对的病原体可导致严重的健康问题。例如，大肠杆菌菌株通常无害，但有些会导致明显的腹痛、腹泻和呕吐。金黄色葡萄球菌可能导致皮肤和血液感染、骨髓炎或肺炎。白色念珠菌是一种存在于生物体液中的真菌，可导致念珠菌血症和侵袭性念珠菌病等疾病。UPV 团队。资料来源：UPV研究人员说，这种"纳米杀手"的应用非常简单："例如，我们可以制造一种喷雾剂，以水和其他化合物为基础配制成制剂，然后直接喷洒。在田间制作水基配方，然后直接喷洒，就像现在的杀虫剂一样。在医院里，可以将其涂在绷带上，我们甚至可以尝试制作一种可以口服的胶囊。"大学间分子识别研究和技术开发研究所（IDM）纳米传感器小组的研究员 Andrea Bernardos 解释说。与游离化合物相比，新型纳米装置提高了封装肉桂醛的功效：对大肠杆菌的功效提高了约 52 倍，对金黄色葡萄球菌的功效提高了约 60 倍，对白色念珠菌的功效提高了约 7 倍。精油成分的抗菌活性之所以能够提高，是因为其在多孔硅胶基质中的封装降低了挥发性，而且由于微生物的存在，精油成分在释放时的局部浓度有所增加。该装置以其极低剂量的高抗菌活性脱颖而出。此外，它还增强了游离肉桂醛的抗菌特性，使用纳米装置后，细菌菌株（大肠杆菌和金黄色葡萄球菌）的杀菌剂量降低了约 98%，酵母菌株（白色念珠菌）的杀菌剂量降低了 72%。瓦伦西亚理工大学 IDM 研究员 Ángela Morellá-Aucejo 总结说："此外，这种含有天然杀菌剂（如精油成分）的装置还可应用于生物医学、食品技术、农业等领域，其释放量受病原体存在的控制。"这项研究的结果发表在《生物材料进展》（Biomaterials Advances）杂志上。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

美科学家推出改造细菌：吃塑料吐“蜘蛛丝”

美科学家推出改造细菌：吃塑料吐“蜘蛛丝” 改造过的细菌可将聚乙烯作为食物来源，在最新研究中，研究人员对这种细菌进行了改造，使其能将聚乙烯转化为丝蛋白，且其制造丝蛋白的效率和产量能与传统用于制造丝蛋白的细菌菌株相媲美。不过，细菌并不能直接发酵聚乙烯，需要对塑料进行“简化”，研究团队在压力下加热塑料，使其解聚，得到了一种柔软、蜡质的物质。然后在烧瓶底部涂上一层塑料蜡，作为细菌的营养来源，改造后的细菌就能吃进这种塑料，吐出“蜘蛛丝”。研究人员表示，蜘蛛丝是大自然的凯夫拉纤维，强度几乎和钢一样，但密度是钢的6倍，所以它非常轻。作为一种生物塑料，它具有柔韧、无毒、可生物降解等特性，是避免持续塑料污染的绝佳材料。 ... PC版： 手机版：

合成细菌可利用可再生能源将甲醇转化为有用的化学品

合成细菌可利用可再生能源将甲醇转化为有用的化学品 化工行业严重依赖化石资源来生产塑料、染料和人造香料，每天消耗超过一百万吨的化石资源，约占全球排放量的 5%。朱莉娅-沃霍特（Julia Vorholt）教授领导的研究人员正在努力减少这种依赖，他们开发的合成细菌可以将"绿色甲醇"利用可再生能源从二氧化碳和水中产生的甲醇转化为有用的化学品，从而最大限度地减少该行业的碳足迹。图片来源：Sean Kilian以甲醇为食的细菌（称为嗜甲菌）是这些研究工作的核心。甲醇只含有一个碳原子，是最简单的有机分子之一，可由温室气体二氧化碳和水合成。如果合成反应的能源来自可再生资源，甲醇就被称为"绿色"。沃霍特研究小组的博士后研究员迈克尔-莱特（Michael Reiter）说："存在天然的营养甲烷菌，但尽管研究人员付出了大量努力，在工业上利用它们仍然很困难。沃霍特的研究小组数年来一直在研究如何使这种在糖上生长的模式菌具有代谢甲醇的能力。"这是一项重大挑战，因为它需要彻底重组细胞的新陈代谢。最初，研究人员使用计算机模型模拟了这种变化。根据这些模拟，他们选择删除两个基因，并引入三个新基因。其结果是，细菌可以吸收甲醇，尽管吸收量很小。他们在实验室的特殊条件下继续培养这种细菌一年多，直到微生物能够利用甲醇生产出所有细胞成分。在大约 1000 多代的过程中，这些人工合成的养甲菌变得越来越高效，最终在只用甲醇喂养的情况下，每四个小时就能增加一倍。生长速度的提高使这种细菌具有了经济价值。正如沃霍特团队在最近发表的论文中所描述的，甲醇利用效率的提高是由几种随机发生的突变造成的。这些突变大多导致各种基因丧失功能。这乍一看令人吃惊，但仔细观察就会发现，由于基因丧失了功能，细胞可以节省能量。例如，有些基因突变会导致重要生化反应的逆反应失败。这就取消了多余的化学转换，优化了细胞中的新陈代谢通量。为了探索合成养甲虫在生物技术生产工业相关大宗化学品方面的潜力，沃霍特和她的团队为细菌配备了四种不同生物合成途径的额外基因。他们在研究中发现，这些细菌确实在所有情况下都能生产出所需的化合物。对于研究人员来说，这清楚地证明了他们的工程细菌能够实现最初的承诺：这种微生物是一种高度通用的生产平台，可以根据"即插即用"原则将生物合成模块插入其中，促使细菌将甲醇转化为所需的生化物质。不过，研究人员仍需大幅提高产量和生产率，才能使细菌的使用具有经济可行性。沃霍特和她的团队最近获得了一笔创新基金，以进一步扩大应用计划，并选择首先关注的产品。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

#前沿科技新闻：日本成功研发可被海水降解的塑料

#前沿科技新闻：日本成功研发可被海水降解的塑料 日本理化学研究所（RIKEN）与东京大学的研究人员开发出一种在海水中数小时内即可溶解的塑料材料：在埼玉县和光市的实验室演示中，一小块塑料在搅拌约一小时后即可完全消失。该材料的力学性能可与传统石油基塑料媲美，但遇到盐水后迅速分解。除此之外，这种可被微生物进一步分解，不会产生有害微塑料；此外，这种塑料无毒、不易燃，且不产生二氧化碳排放；在土壤中直径约5厘米的塑料件约200小时后也会分解。虽然尚未公布商业化计划，但该项目已吸引包装业等多方关注，未来有望用于一次性塑料包装和渔业用品，从源头减少海洋塑料污染。

日本研究人员找到将塑料垃圾转化为化学宝藏的突破性新方法

日本研究人员找到将塑料垃圾转化为化学宝藏的突破性新方法 北海道大学的研究人员开发出了一种开创性的方法，通过利用塑料废弃物引发自由基链式反应来解毒有害化学物质，从而实现塑料废弃物的再利用。这种方法既提高了安全性和效率，又解决了塑料垃圾的环境问题，为可持续发展和具有经济吸引力的化学工艺铺平了道路。艺术想象图描绘了从塑料纤维中产生的被称为自由基的极高活性分子。图片来源：Koji Kubota 和 Hajime Ito北海道大学化学反应设计与发现研究所（WPI-ICReDD）的研究人员领导的研究小组开发出一种方法，利用普通塑料材料而不是潜在的爆炸性化合物来引发自由基链式反应。这种方法大大提高了过程的安全性，同时还提供了一种重新利用聚乙烯和聚醋酸乙烯等普通塑料的方法。这些研究成果已发表在《美国化学学会杂志》上。(上图）利用机械力引发自由基链式反应的一般方案。(下图）利用杂货袋碎片在球磨罐中引发反应。资料来源：Koji Kubota 等人，《美国化学学会杂志》。2023 年 12 月 22 日研究人员利用球磨机（一种在钢罐中快速摇动钢球以混合固体化学物质的机器）进行研究。当钢球撞击塑料时，机械力会打破化学键，形成自由基，自由基具有高活性的非键电子。这些自由基促进了自我维持的链式反应，从而促进了有机卤化物的脱卤反应，即用氢原子取代卤原子。"使用商品塑料作为化学试剂是有机合成的一个全新视角，"Koji Kubota 副教授说。"我相信，这种方法不仅能开发出安全、高效的基于自由基的反应，还能为利用废塑料这一严重的社会问题提供新的途径"。北海道大学化学反应设计与发现研究所（WPI-ICReDD）研究团队的 Koji Kubota 副教授（左）和 Hajime Ito 教授（右）。资料来源：WPI-ICReDD在球磨罐中加入普通杂货袋的塑料碎片并成功进行反应，证明了废塑料的再利用。研究小组还展示了他们的方法可用于处理工业中广泛使用的剧毒多卤化合物。他们利用聚乙烯引发自由基反应，从一种常用于阻燃剂的化合物中去除多个卤原子，从而降低了其毒性。研究人员预计，由于这种方法在成本和安全性方面的优势，它将赢得业界的关注。Hajime Ito 教授评论说："我们的新方法使用稳定、廉价和丰富的塑料材料作为自由基链式反应的引发剂，在促进开发具有工业吸引力、安全和高效的化学工艺方面具有巨大潜力。"这项研究得到了日本学术振兴会、日本科学技术振兴机构和日本文部科学省的资助。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：