阿卜杜拉國王科技大學（KAUST）的科研團隊近日宣布，他們在深海微生物研究領域取得重大突破——發現了一種能高效分解聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）塑料的特殊酶（PETase）。這種酶的獨特之處在于其攜帶的“M5基序”結構，這一關鍵特征為篩選功能性塑料降解酶提供了可靠的生物標記。
PET是一種廣泛使用的熱塑性聚酯，俗稱滌綸樹脂，具有高強度、高透明度、良好的阻隔性和耐化學性等特點。它常用于制造飲料瓶、食品容器、合成纖維和工程塑料等產品。盡管此前科學家已在2016年于日本發現過能以塑料為食的細菌，但這種適應性是否在海洋中普遍存在一直未明。KAUST團隊此次的發現，首次從分子層面解釋了深海微生物降解PET塑料的機制。
研究聯合負責人、海洋生態學家卡洛斯·杜阿爾特介紹，M5基序如同“分子指紋”，能夠精準識別具備高效降解PET塑料活性的PETase酶。通過人工智能建模、基因篩選和實驗室實驗的聯合驗證，團隊證實攜帶完整M5基序的海洋細菌確實能高效分解PET塑料樣本。基因活性圖譜顯示，編碼這種高效PETase的基因在全球海洋中高度活躍，尤其在塑料污染嚴重的區域更為顯著。
這一發現表明，深海微生物的PETase酶可能是從其他碳氫化合物降解酶進化而來，幫助微生物在營養匱乏的深海環境中將塑料作為新的碳源。研究人員分析了全球400多個海洋樣本，發現近80%的樣本水中都存在帶有M5基序的功能性PETase，其分布范圍從表層環流延伸至近2000米深的深海區域。
盡管這一突破為解決塑料污染問題帶來了新希望，但杜阿爾特同時警告，僅依靠自然界的清理速度遠遠不足以應對當前的污染危機。他指出，當塑料沉入深海時，其對海洋生物和人類健康的危害已經造成，而自然降解過程的速度遠落后于塑料污染的擴散速度。
不過，這項研究也為陸地塑料回收提供了新思路。M5基序的結構特征為科學家提供了重要參考，通過借鑒深海細菌演化出的高效模型，可以在實驗室中優化設計出適用于工業化處理廠甚至家庭場景的降解酶，從而加速塑料的閉環回收進程。
