一种生活在海洋中的真菌可以分解塑料聚乙烯

一种生活在海洋中的真菌可以分解塑料聚乙烯塑料颗粒（红色）被海洋真菌Parengyodontiumalbum定殖。图片来源：AnnikaVaksmaa/NIOZ真菌Parengyodontium与其他海洋微生物一起生活在海洋塑料垃圾的薄层中。荷兰皇家海洋研究所(NIOZ)的海洋微生物学家发现，这种真菌能够分解塑料聚乙烯(PE)的颗粒，聚乙烯是海洋中含量最多的塑料。NIOZ的研究人员与乌得勒支大学、海洋清理基金会以及巴黎、哥本哈根和瑞士圣加仑的研究机构的同事合作。这一发现使这种真菌加入了一个非常短的塑料降解海洋真菌名单:迄今为止只发现了四种。人们已经知道有更多的细菌能够降解塑料。准确地跟踪降解过程研究人员在北太平洋的塑料污染热点地区寻找塑料降解微生物。从收集到的塑料垃圾中，他们通过在实验室中含有标记碳的特殊塑料上生长来分离海洋真菌。Vaksmaa:“这些所谓的13C同位素在食物链中仍然可追溯。它就像一个标签，使我们能够跟踪碳的去向。然后我们可以在降解产物中追踪它。”Vaksmaa对这一新发现感到兴奋:“这项研究在科学上的突出之处在于，我们可以量化降解过程。”在实验室里，Vaksmaa和她的团队观察到P.album对PE的分解速度约为每天0.05%。“我们的测量还表明，真菌在分解聚乙烯时不会使用太多来自聚乙烯的碳。P.album使用的大部分PE被转化为二氧化碳，真菌再次排出二氧化碳。”虽然二氧化碳是一种温室气体，但这一过程并不会带来新的问题:真菌释放的二氧化碳量与人类呼吸时释放的二氧化碳量一样少。只有在紫外线的作用下研究人员发现，阳光的存在对真菌利用聚乙烯作为能量来源至关重要。Vaksmaa:“在实验室中，P.album只能分解暴露在紫外线下至少很短时间的PE。这意味着在海洋中，真菌只能降解最初漂浮在海面附近的塑料，”Vaksmaa解释说。“我们已经知道，紫外线本身会机械地分解塑料，但我们的研究结果表明，它也会促进海洋真菌对塑料的生物分解。”还有其他真菌由于大量不同的塑料在暴露在阳光下之前会沉入更深的层，P.album将无法将它们全部分解。Vaksmaa预计，在海洋深处，还有其他未知的真菌也能降解塑料。“海洋真菌可以分解由碳组成的复杂材料。海洋真菌的数量非常多，所以除了目前发现的四种海洋真菌外，很可能还有其他种类的海洋真菌也有助于塑料的降解。关于塑料降解如何在更深层发生的动力学，还有很多问题，”Vaksmaa说。塑料汤寻找塑料降解生物迫在眉睫。每年，人类生产超过4000亿公斤的塑料，预计到2060年，这一数字将至少增加两倍。大部分塑料垃圾最终都进入了海洋:从极地到热带，它们漂浮在地表水中，到达更深的海洋，最终落在海底。NIOZ的首席作者AnnikaVaksmaa说:“大量塑料最终进入亚热带环流，海水几乎静止的海洋中的环状洋流。这意味着一旦塑料被运到那里，就会被困在那里。仅太平洋的北太平洋副热带环流就已经积累了大约8000万公斤的漂浮塑料，而北太平洋副热带环流只是全球六大环流之一。”...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1433671.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1433671.htm

这种吃塑料的细菌可能有助于人类拯救地球

这种吃塑料的细菌可能有助于人类拯救地球这种细菌是一种被称为Comamonastestosteroni的普通细菌，它在污水和土壤淤泥中被发现。虽然听起来可能不是很特别，但这种居住在污泥中的细菌可以吃掉整个塑料，从而帮助支持全世界的塑料回收工作。每年有超过1000万吨的塑料被倾倒在海洋中，超过3.8亿吨的塑料被使用一次后就被扔掉，我们目前在世界范围内处理塑料的状况是相当可怕的。但是，我们如果能够操作一种吃塑料的细菌，科学家们可以设计出一些方法来帮助改善目前塑料回收的不足之处。根据《塑料海洋》（PlasticOceans），所有塑料中只有9%真正得到回收。这意味着另外91%的塑料仍然留在那里，在我们的世界里以极其缓慢的速度降解，同时污染着我们的星球。在观察这种材料时，研究人员发现它不仅能够分解塑料，而且还能分解洗衣粉中的化合物，这种吃塑料的细菌渴望得到这些材料分解时变成的碳。由于这种细菌具有分解塑料的自然能力，研究小组认为它可以成为大规模回收作业的理想候选者。研究人员在《自然-化学生物学》上发表了一篇关于这一发现的论文。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1355079.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1355079.htm

在高山和北极地区新发现的冷适应性微生物可在低温下消化塑料

在高山和北极地区新发现的冷适应性微生物可在低温下消化塑料科学家已经发现了几种"吃"塑料的微生物。这些细菌和真菌产生的酶可以分解塑料，但当这些酶被扩大到工业规模时，它们通常只在86°F（30°C）以上的温度下发挥作用，保持这个温度在支付成本和碳中和方面的代价可能是昂贵的。使用冷适应性微生物来生物降解塑料的潜力很少被研究。值得庆幸的是，一个瑞士科学家团队确切地知道去哪里寻找这种微生物。他们前往格陵兰岛、斯瓦尔巴群岛和瑞士的高山和北极地区，对在被丢弃或故意掩埋的塑料上发现的19种细菌和15种真菌进行采样。科学家们让这些微生物样本在实验室里作为单株培养物，在黑暗中和59°F（15°C）的温度下生长。然后对它们进行鉴定。科学家们发现，细菌菌株属于放线菌门和变形菌门，真菌属于子囊菌门和粘液菌门。研究人员对每一种菌株进行了检测，以评估其消化不可生物降解的聚乙烯（PE）和可生物降解的聚酯-聚氨酯（PUR），以及聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）和聚乳酸（PLA）这两种商业上可生物降解的混合物的能力。科学家们发现，在59°F时，超过一半（56%）的菌株--11种真菌和8种细菌消化了PUR，14种真菌和3种细菌消化了PBAT和PLA。没有一个菌种能消化聚乙烯，即使在塑料上呆了126天。最佳塑料食用者奖由Neodevriesia和Lachnellula这两个未定性的真菌物种分享，它们吞噬了除PE以外的所有塑料。科学家们发现，大多数菌株消化塑料的能力取决于所用的培养基。接下来的步骤将是确定这些微生物的最佳工作温度，并确定它们用来分解塑料的酶。该研究的共同作者之一BeatFrey说："下一个大挑战将是确定微生物菌株产生的塑料降解酶，并优化过程以获得大量的酶。此外，可能需要对酶进行进一步改造，以优化其稳定性等特性"。这项研究发表在《微生物学前沿》（FrontiersinMicrobiology）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1359359.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1359359.htm

流行的"可堆肥"塑料在海洋中其实并不会分解

流行的"可堆肥"塑料在海洋中其实并不会分解这项研究强调了聚乳酸等纺织材料与纤维素纺织材料之间的区别，前者可以在有管理的工业环境中进行堆肥处理，而后者则能够在自然环境中进行生物降解。以石油为基础的塑料废物在海洋中的积累和持久性是海洋生物面临的主要生态问题之一。进入海洋的废弃水瓶等宏观塑料制品可能会以原来的形态存在几十年；即使它们分解成微小的碎片（称为微塑料），也不会被生物降解，而是成为无法消化的污染物，渗透到海洋中。主要作者Sarah-JeanneRoyer博士手持微塑料样本。图片来源：IyvonneKhoo,CC-BY4.0近年来，人们开发了一些替代品来取代油基塑料，目的是减少在制造塑料制品过程中使用的化石燃料，并在丢弃塑料制品时通过堆肥处理提供更环保的废物产品。最受欢迎的替代品之一是聚乳酸（PLA），这是一种乳酸聚合物，由糖和淀粉发酵而来。聚乳酸在大型堆肥中的高温下会分解成乳酸，但在低温条件下，聚乳酸并不能可靠或快速地分解成乳酸。为了研究聚乳酸在自然海洋环境中的去向，作者将聚乳酸样品、油基材料样品、纤维素基材料样品以及纤维素基材料和油基材料混合样品一起浸没在加利福尼亚州拉霍亚沿岸水域的笼子里。每周对样本进行一次检查，看是否有解体的迹象，并在几小时后将样本放回海洋。并非那么可生物降解-图解摘要。Royer等人，2023年，PLOSONE，CC-BY4.0实验室化学分析证实，基于纤维素的材料降解很快，不到一个月就降解了，纤维素在很大程度上是通过产生二氧化碳的生物过程分解的，而不是简单的机械磨损。相比之下，油基塑料、混合物和聚乳酸在14个月的实验中都没有出现降解迹象。"我们的结果表明，可堆肥性并不意味着环境降解，"Royer说。"将可堆肥塑料称为生物降解塑料是一种误导，因为这可能会让人认为这种材料会在环境中降解。聚乳酸基塑料必须在适当控制的设施中进行堆肥处理，才能发挥其作为油基塑料堆肥替代品的潜力。"作者还补充说："这项工作是为数不多的先驱研究之一，涉及不同材料类型（天然材料、全合成材料和生物基材料）在自然环境条件下和受控封闭系统中的生物降解性之间的可比性。这项研究表明，有必要进行标准化测试，以了解被宣传为可堆肥或可生物降解的材料（如聚乳酸）在自然环境中是否真的会生物降解。在这种情况下，担心超细纤维塑料污染的消费者应该了解情况，掌握相关知识，并注意自己购买的材料"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1372333.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1372333.htm

科学家在阿尔卑斯山和北极地区发现可在低温下消化塑料的微生物

科学家在阿尔卑斯山和北极地区发现可在低温下消化塑料的微生物但是这个问题有一个可能的解决方案：找到专业的冷适应微生物，其酶在较低的温度下工作。来自瑞士联邦研究所的科学家们知道到哪里去寻找这样的微生物：在他们国家的阿尔卑斯山的高海拔地区，或者在极地地区。他们的研究结果发表在《微生物学前沿》杂志上。第一作者JoelRüthi博士说："在这里我们表明，从高山和北极土壤的'质层'中获得的新型微生物分类群能够在15°C的温度下分解可生物降解的塑料"，他目前是WSL的客座科学家。"这些生物可能有助于降低塑料的酶促回收过程的成本和环境负担"。Rüthi及其同事在格陵兰岛、斯瓦尔巴群岛和瑞士对生长在自由放置或故意埋藏的塑料（在地下保存一年）上的19种细菌和15种真菌进行了采样。斯瓦尔巴群岛的大部分塑料垃圾是在2018年瑞士北极项目期间收集的，学生们在那里进行实地考察，亲眼目睹了气候变化的影响。瑞士的土壤是在MuotdaBarbaPeider山顶（2979米）和ValLavirun山谷中收集的，这两个地方都位于格劳宾登州。科学家们让分离出的微生物作为单株培养物在实验室中于15°C的黑暗环境下生长，并使用分子技术对其进行鉴定。结果显示，细菌菌株属于放线菌门和变形菌门的13个属，真菌属于子囊菌门和粘菌门的10个属。令人惊讶的结果然后，他们使用一套检测方法来筛选每个菌株消化不可生物降解的聚乙烯（PE）和可生物降解的聚酯-聚氨酯（PUR）以及聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）和聚乳酸（PLA）这两种市售可生物降解的混合物的能力。即使在这些塑料上培养了126天，没有一个菌株能够消化PE。但是19种（56%）菌株，包括11种真菌和8种细菌，能够在15℃下消化PUR，而14种真菌和3种细菌能够消化PBAT和PLA的塑料混合物。核磁共振（NMR）和基于荧光的检测证实，这些菌株能够将PBAT和PLA的聚合物切成更小的分子。Rüthi说："让我们非常惊讶的是，我们发现很大一部分被测菌株能够降解至少一种被测塑料。"表现最好的是Neodevriesia和Lachnellula属的两个未定性真菌物种：它们能够消化除PE以外的所有测试塑料。结果还显示，大多数菌株消化塑料的能力取决于培养基，每个菌株对四种测试的培养基都有不同的反应。消化植物聚合物的能力的副作用消化塑料的能力是如何演变的？由于塑料从20世纪50年代起才出现，降解塑料的能力几乎可以肯定不是自然选择最初所针对的特征。"实验已经证明，微生物可以产生各种聚合物降解酶，参与植物细胞壁的分解。特别是，植物病原真菌经常被报道用于生物降解聚酯，因为它们有能力产生角蛋白酶，而角蛋白酶由于与植物聚合物角蛋白相似而以塑料聚合物为目标，"最后一位作者BeatFrey博士解释说，他是WSL的高级科学家和小组负责人。由于Rüthi等人只测试了15°C下的消化，他们还不知道成功菌株的酶在哪种最佳温度下工作。弗雷说："但我们知道，大多数测试的菌株可以在4°C和20°C之间良好生长，最佳温度在15°C左右。下一个巨大的挑战将是确定微生物菌株产生的塑料降解酶，并优化过程以获得大量的蛋白质。此外，可能需要进一步修改酶，以优化蛋白质稳定性等特性"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1362263.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1362263.htm

科学家招募细菌制造可无休止循环利用的塑料

科学家招募细菌制造可无休止循环利用的塑料塑料回收计划的本意是好的，但令人失望的事实是，绝大多数塑料即便回收后也都是被焚烧或最终被填埋。2019年，伯克利实验室推出了一种名为聚二酮烯胺（PDK）的新型塑料，其中分子之间的键可以更容易地按需分解，随时可以制成新的东西，而不会降低质量。在之前的研究中，科学家们最初使用与普通塑料相同的石化产品来制造PDK，但在新的研究中，他们成功地改用了一种可再生资源。研究小组对大肠杆菌进行了改造，使其能够将植物中的糖分转化为一种名为三乙酸内酯（TAL）的分子，然后再与其他化学物质结合生产出PDK。PDK塑料在酸浴中很容易分解，从而破坏其分子间的键彼得-克里斯滕森/伯克利实验室最终得到的塑料材料可以根据手头的应用，有选择地调整柔韧性、韧性甚至粘合性。研究小组发现，这种新型PDK不仅更具可持续性，而且还能承受比早期版本更高的工作温度，最高可达60°C（140°F）。这开辟了更广泛的潜在应用领域。目前，PDK的生物含量约为80%，但研究小组表示，未来的版本将达到100%的生物含量。其他改进将是更多工作的重点，包括找到让细菌将更多植物糖和化合物转化为原料的方法，以及加快转化速度。"我们的新成果非常令人鼓舞，"该研究的作者科琳-斯考恩（CorinneScown）说。"我们发现，只要对生产工艺进行适度改进，我们很快就能制造出生物基PDK塑料，与使用化石燃料制造的塑料相比，这种塑料不仅成本更低，而且二氧化碳排放量更少。"这项研究发表在《自然-可持续性》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1374089.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1374089.htm