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"微生物转化成类尼龙塑料工厂"
责编：陈凯欣
2025-03-20
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原标题：微生物"变身"类尼龙塑料工厂
大肠杆菌（如图）产生聚合物来储存营养。图片来源：英国《自然》网站
韩国科学技术院的研究团队通过基因编辑技术对微生物进行改造，成功制备出一种类似尼龙的坚固且柔韧的生物塑料。这项突破性研究的成果已发表在最新一期的《自然·化学生物学》期刊上。
目前全球每年产生的石油基塑料废弃物高达4亿吨，这些不可降解的材料严重威胁着生态环境和人类健康。虽然科学家已经能够利用细菌生产聚羟基烷酸酯（PHA）等聚酯类材料，但在合成类似尼龙的服装鞋帽所需材料方面始终未能取得突破。
研究团队通过重新设计一系列细菌物种中的酶编码基因，并将这些改造后的DNA片段整合到大肠杆菌中。经过优化，这些"定制化"基因成功表达出新型天然酶，能够有效连接分子链形成聚合物结构。
实验结果显示，这种名为聚酯酰胺（PEA）的生物塑料主要由聚酯和少量类尼龙的酰胺键组成。其中一种PEA材料在物理、热稳定性和机械性能上与广泛应用的聚乙烯塑料相当。
尽管研究团队已通过大型发酵设备验证了这一生产工艺的放大潜力，但要实现产业化仍面临诸多挑战。由于PEA聚合物体积较大无法直接释放，需要对大肠杆菌进行破碎处理，并在后续加工薄膜或颗粒前完成复杂的纯化步骤。
目前这种微生物塑料的成本还高于传统石油塑料。此外，由于产品中酰胺键的比例较低（远低于100%），距离真正意义上的尼龙材料仍有差距。研究人员表示，未来还需要在酶的设计和优化方面继续攻关。
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