工業活動所排放的合成染料、廢塑料等有毒物質因難以自然分解,已成為環境污染和健康問題的源頭。現有的化學處理方法往往容易造成二次污染,因此,開發環境友好的處理技術顯得尤為重要。近日,韓國原子能研究院先進放射線研究院宣布,在科學技術信息通信部放射線利用技術開發項目的支持下,成功開發出一種可利用放射線以環保方式去除難分解污染物的菌株。
菌株是微生物根據其特性進行的一種分類,就像動物根據其作用分為偵察犬、雪橇犬、護衛犬一樣,微生物也根據用途分為疾病治療、發酵、環境凈化等。在此次研究中,韓國原子能研究院鄭鐘鉉博士領導的研究小組與仁川國立大學和韓國科學技術研究院共同合作,聚焦于提高一種含有“漆酶”的菌株的污染物分解能力。
過去,多通過直接改良漆酶來提高純化效率,但這種方法存在開發工序復雜、耗時長的局限性。研究小組發現,隨著銅離子濃度的增加,漆酶的活性會增強。于是,他們選擇了一種通過銅離子激活漆酶的環境的方法,并增強了含有漆酶的菌株(MBLB0692)的銅離子抗性。
由于一般菌株在銅離子量增多時會產生毒性,難以生長,因此提高菌株的銅離子抗性成為關鍵。研究小組考慮到輻射可以同時使多個基因發生變異,設計了一種通過用伽馬射線照射細胞來提高對銅離子抵抗力的技術。經過實驗,他們成功開發出了一種即使在10mM(10毫摩爾)銅離子濃度下也能生長的菌株,而這一濃度是大多數微生物無法生長的。
新菌株的漆酶活性比現有菌株高出2.6倍?;蚍治鲞€證實,該菌株中參與漆酶生產、銅吸收和排泄的基因被激活。在分解各種合成染料的實驗中,該菌株表現出更快、更有效的分解能力。
未來,研究團隊計劃基于新菌株進一步開發不僅能分解廢塑料的菌株,還能生產可回收塑料等有用的功能材料,從而推進資源回收利用技術。
該研究成果于2025年3月發表在環境領域著名國際學術期刊《環境研究》上(環境研究影響因子:7.7,環境領域前4%)。韓國原子能研究院先進放射線研究所所長鄭秉燁表示:“以微生物為基礎的環保技術是未來可在各個產業中利用的技術,有望為不可生物降解有害物質的環保處理提供可持續的解決方案。”