<p>一種常見(jiàn)的環(huán)境細(xì)菌，睪酮酮胞菌，有一天可能會(huì)成為大自然的塑料回收中心。雖然大多數(shù)細(xì)菌更喜歡吃糖，但睪酮C.睪酮對(duì)植物和塑料中的復(fù)雜廢物有天然的胃口。</p> <p>&nbsp;</p> <p>在西北大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新的研究中，研究人員首次破譯了使睪酮C.睪酮消化看似不可消化的代謝機(jī)制。這一新信息可能會(huì)導(dǎo)致新的生物技術(shù)平臺(tái)，利用細(xì)菌來(lái)幫助回收塑料垃圾。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這項(xiàng)研究今天(2月6日)發(fā)表在《自然化學(xué)生物學(xué)》雜志上。</p> <p>&nbsp;</p> <p>聚藻單胞菌幾乎無(wú)處不在&mdash;&mdash;包括在土壤和污水污泥中。睪酮首次引起研究人員的注意是因?yàn)樗哂刑烊坏南铣上匆乱旱哪芰?。?jīng)過(guò)進(jìn)一步分析，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)這種天然細(xì)菌還能分解塑料和木質(zhì)素(植物的纖維性木本廢物)中的化合物。</p> <p>&nbsp;</p> <p>盡管其他研究人員一直致力于設(shè)計(jì)能夠分解塑料垃圾的細(xì)菌，但阿里斯蒂德認(rèn)為，具有天然消化塑料能力的細(xì)菌更有可能用于大規(guī)?；厥諔?yīng)用。</p> <p>&nbsp;</p> <p>西北大學(xué)的Ludmilla Aristilde說(shuō):&ldquo;土壤細(xì)菌提供了一種未開(kāi)發(fā)的、未充分開(kāi)發(fā)的、自然發(fā)生的生化反應(yīng)資源，可以用來(lái)幫助我們處理地球上積累的廢物。&rdquo;&ldquo;我們發(fā)現(xiàn)睪酮睪酮的代謝在不同的水平上受到調(diào)控，這些水平是整合的。微生物學(xué)的力量是驚人的，可以在建立循環(huán)經(jīng)濟(jì)方面發(fā)揮重要作用。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>這項(xiàng)研究由西北大學(xué)麥考密克工程學(xué)院土木與環(huán)境工程副教授Aristilde和博士生Rebecca Wilkes領(lǐng)導(dǎo)，Rebecca Wilkes是該論文的第一作者。這項(xiàng)研究包括來(lái)自芝加哥大學(xué)、橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和丹麥技術(shù)大學(xué)的合作者。</p> <p>&nbsp;</p> <p><strong><span class="h1">踢糖</span></strong></p> <p>&nbsp;</p> <p>大多數(shù)細(xì)菌工程項(xiàng)目都涉及大腸桿菌，因?yàn)樗茄芯康米畛浞值募?xì)菌模式生物。但在自然狀態(tài)下，大腸桿菌很容易消耗各種形式的糖。只要有糖，大腸桿菌就會(huì)把糖吃掉，留下塑料化學(xué)物質(zhì)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Aristilde說(shuō):&ldquo;為不同目的改造細(xì)菌是一個(gè)費(fèi)力的過(guò)程。&rdquo;&ldquo;需要注意的是，睪酮睪酮不能使用糖，就是這樣。它有天然的遺傳限制，阻止了與糖的競(jìng)爭(zhēng)，使這種細(xì)菌成為一個(gè)有吸引力的平臺(tái)。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>土壤細(xì)菌提供了一種尚未開(kāi)發(fā)、未充分開(kāi)發(fā)的天然生化反應(yīng)資源，可以用來(lái)幫助我們處理地球上不斷積累的廢物。&rdquo;</p> <p><br />柳德米拉Aristilde</p> <p><br />土木及環(huán)境工程師</p> <p><br />然而，C.睪丸激素真正想要的是一種不同的碳來(lái)源。塑料和木質(zhì)素等材料含有一圈美味的碳原子化合物。雖然研究人員已經(jīng)知道睪酮睪酮可以消化這些化合物，但Aristilde和她的團(tuán)隊(duì)想知道是如何做到的。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;這些是具有復(fù)雜化學(xué)鍵的碳化合物。&rdquo;Aristilde說(shuō)。&ldquo;許多細(xì)菌很難把它們分開(kāi)。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p><strong><span class="h1">組合不同的&ldquo;組學(xué)&rdquo;</span></strong></p> <p>&nbsp;</p> <p>為了研究睪酮睪酮如何降解這些復(fù)雜形式的碳，Aristilde和她的團(tuán)隊(duì)結(jié)合了多種形式的&ldquo;組學(xué)&rdquo;分析:轉(zhuǎn)錄組學(xué)(RNA分子的研究);蛋白質(zhì)組學(xué)(研究蛋白質(zhì));代謝組學(xué)(研究代謝物);以及通量組學(xué)(研究代謝反應(yīng))。全面的&ldquo;多組學(xué)&rdquo;研究是一項(xiàng)龐大的事業(yè)，需要各種不同的技術(shù)。阿里斯蒂德領(lǐng)導(dǎo)著少數(shù)幾個(gè)進(jìn)行如此全面研究的實(shí)驗(yàn)室之一。</p> <p>&nbsp;</p> <p>通過(guò)研究轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)和通量組學(xué)之間的關(guān)系，Aristilde和她的團(tuán)隊(duì)繪制了細(xì)菌用來(lái)將塑料和木質(zhì)素化合物降解為食物碳的代謝途徑。最終，研究小組發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌首先分解每種化合物中的碳環(huán)。在將環(huán)打破成線(xiàn)性結(jié)構(gòu)后，細(xì)菌繼續(xù)將其降解成更短的片段。</p> <p>&nbsp;</p> <p>阿里斯蒂德解釋說(shuō):&ldquo;我們從一種塑料或木質(zhì)素化合物開(kāi)始，這種化合物有7或8個(gè)碳，通過(guò)核心六碳圓形連接在一起，形成所謂的苯環(huán)。&rdquo;&ldquo;然后，它們將其分解成含有3或4個(gè)碳的更短的鏈。在這個(gè)過(guò)程中，細(xì)菌將這些分解的產(chǎn)物喂給它們的自然代謝，所以它們可以制造氨基酸或DNA來(lái)幫助它們生長(zhǎng)。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p><strong><span class="h1">塑料垃圾升級(jí)回收</span></strong></p> <p>&nbsp;</p> <p>Aristilde還發(fā)現(xiàn)C.睪酮可以通過(guò)不同的代謝途徑引導(dǎo)碳。這些途徑可以產(chǎn)生有用的副產(chǎn)品，可用于工業(yè)相關(guān)聚合物，如塑料。Aristilde和她的團(tuán)隊(duì)目前正在研究一個(gè)項(xiàng)目，研究引發(fā)這種聚合物生物合成的代謝。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Aristilde說(shuō):&ldquo;這些Comamonas物種有潛力制造幾種與生物技術(shù)相關(guān)的聚合物。&rdquo;&ldquo;這可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生塑料的新平臺(tái)，減少我們對(duì)石油化學(xué)品的依賴(lài)。我的實(shí)驗(yàn)室的主要目標(biāo)之一是利用可再生資源，比如將廢物轉(zhuǎn)化為塑料，從廢物中回收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。這樣，我們就不必繼續(xù)提取石油化學(xué)物質(zhì)來(lái)制造塑料了。&rdquo;這項(xiàng)名為&ldquo;在Comamonas平臺(tái)中對(duì)不同芳香碳代謝的復(fù)雜調(diào)節(jié)&rdquo;的研究得到了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)和美國(guó)能源部的支持。</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點(diǎn)。</p> </blockquote>