科学家偶然发现了一种能吃塑料的细菌，然后意外地让它变得更强大

自然界正迅速变成一堆巨大的塑料垃圾。海洋中确实有六块——六块！ ——巨大的垃圾带。甚至北极等远离我们的地区也不安全。我们的垃圾正在慢慢扼杀许多自然生态系统。鱼类、鸟类和其他动物都在不知不觉中吞食了散落在海洋中的五万亿吨塑料（并且还在增加），而这样做可能会杀死它们。

科学家们正在努力想出解决塑料污染危机的新方法，他们从小处着眼，但方法很好。在本周即将发表于《美国国家科学院院刊》的一项新研究中，一组国际科学家展示了他们如何偶然创造出一种能够分解塑料瓶的新酶。这一天赐的进展最终可能让我们有史以来第一次完全回收塑料饮料瓶，从而大大减少塑料污染的增加。

这项新研究的起源与 2016 年在日本垃圾场发现的一种细菌有关，这种细菌已经进化到可以利用 PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）作为能源。PET 是全球每分钟售出的 100 万个软饮料瓶中的常用材料。科学家团队最初开始进行测试，以了解这种名为Ideonella sakaiensis 的细菌如何产生一种能够降解 PET 的酶。结果发现，这些测试无意中使酶 PETase 更擅长降解 PET。由此产生的突变 PETase 现在只需几天时间就能分解 PET，而这种物质自然降解则需要 450 年。

最突出的一点是使用 PETase 分解瓶子，防止它们进入环境。然而，这种酶本身也可以增强塑料回收方法。“目前 PET 瓶的回收策略主要侧重于机械回收，因此他们将瓶子切碎，并将其用于通常不需要与瓶子相同材料要求的用途，”研究合著者、美国能源部国家可再生能源实验室研究员 Gregg Beckham 说。“将 PET 分解成其基本成分的工程酶将使从瓶子到瓶子的完全回收成为可能”，这有望帮助减少石油钻探对新塑料生产的需求。

研究团队用英国钻石光源的 X 射线对酶进行冲击，确定了酶的结构。钻石光源能用比太阳亮 100 亿倍的光束照射物体，帮助科学家区分单个原子。研究团队对 PETase 的结构进行了轻微改变，以便将其与另一种分解角质层（植物保护层中的一种聚合物）的酶进行比较。这一过程意外地使 PETase 分解 PET 的能力提高了 20%。

这与原有的酶相比，并非完全是彻底的转变，但它确实预示着进一步发展并将酶转化为具有实际、重要应用的物质的潜力。贝克汉姆和他的团队已经申请了专利，希望使酶在 158 华氏度以上的温度下保持稳定和活性，此时 PET 会变成橡胶状，分解速度会快 10 到 100 倍。

“类似于洗衣粉，其中含有许多工业规模生产的酶，用于清洁我们的衣服，我们可以设想一种 PET 降解酶系统，它能够将 PET 瓶放入大型工业反应器中，用热水将瓶子迅速分解成其基本成分，”贝克汉姆说。“现在，世界各地的许多团体都在朝着这个目标努力，我预计这将在未来十年内成为现实，或者希望更快。”

原始的Ideonella sakaiensis细菌远非第一个具有食用塑料倾向的生物物种。蜡虫幼虫被发现可以在几个小时内分解塑料，而面包虫的肠道微生物可以吃掉聚苯乙烯。贝克汉姆认为，鉴于环境污染已经变得无处不在，“微生物很可能正在进化出更快、更好的策略来分解人造塑料。大自然似乎正在进化解决方案。”

人类当然也能够进化出一些解决方案。