能够去除合成染料和废塑料等难降解污染物的高效环保微生物已经被开发出来。
韩国原子能研究院尖端放射线研究所表示,由Jeong Jonghyeon博士研究团队联合仁川大学、韩国科学技术研究院,利用放射线开发出了可以以环保方式去除难降解污染物的菌株,并于21日对外公布这一消息。
研究团队此前注意到,铜离子浓度越高,漆酶(laccase)的活性越强,因此没有像以往那样直接改良这种酶,而是通过铜离子构建能够激活漆酶的环境,从而强化了具有漆酶的菌株 MBLB0692 的铜离子耐受性。
为了激活漆酶,必须注入铜离子,但一般菌株在铜离子增多时会产生毒性,从而难以生长。因此,为了提高菌株的铜离子耐受性,需要对菌株中存在的数十个基因进行改良。
研究团队意识到放射线可以一次性诱导多个基因发生变异,于是在伽马射线照射设施中对菌株进行放射线照射,设计出提高其对铜离子耐受性的技术方案,并通过实验开发出即使在大多数微生物无法生长的10毫摩尔(10 mM)浓度铜离子环境中也能生长的菌株。
所谓毫摩尔,是指在1升溶液中含有特定物质多少的浓度单位,就铜离子而言,10毫摩尔约相当于含有600毫克。
通过一系列过程,研究团队构建出的新菌株,其漆酶活性比原有菌株高出2.6倍。
此外,通过基因分析还确认,这一菌株中与漆酶生成、铜的吸收及排出过程相关的基因已被激活。实际利用该菌株开展的合成染料降解实验中,大部分染料都比以往更快、更高效地被分解。
研究团队计划以这一新菌株为基础,今后不仅分解废塑料,还将进一步开发可用于生产可回收塑料等有用功能性材料的菌株,以高度化资源循环技术。
所谓菌株,是按微生物特征进行区分的概念,类似于按照作用来区分动物。例如,犬类按照犬种可以分为搜救犬、雪橇犬、警戒犬等不同用途,同样,微生物也可以根据疾病治疗、发酵、环境净化等不同目的进行区分。
在此基础上,科研和产业领域正在利用符合特定用途的菌株来提高效率。
尖端放射线研究所所长Jeong Byeongyeop表示:“以微生物为基础的环保技术是一种未来可在多种产业中应用的技术”,“本研究团队开发的技术将为以环保方式处理难降解有害物质提供可持续的解决方案”。
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