塑料垃圾的治理難題長期困擾全球，尤其是礦泉水瓶、食品包裝盒等聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）制品，因其難以自然降解的特性，成為環境治理的重點對象。江南大學科研團隊近日取得突破性進展，通過基因編輯技術改造酵母菌，使其具備直接分解PET塑料的能力，并將產物轉化為高附加值化工原料。相關成果已發表于國際學術期刊《有害物質雜志》。
傳統塑料回收依賴高溫高壓等物理化學方法，不僅能耗巨大，還可能產生二次污染。盡管生物降解技術因其環境友好性備受關注，但自然界中天然存在的塑料分解酶存在效率低、穩定性差、成本高昂等短板，難以實現規模化應用。研究團隊另辟蹊徑，選擇熱帶假絲酵母作為改造對象，通過基因工程手段為其構建了一套高效的"降解系統"。
該系統的核心在于兩種酶的協同作用：PETase酶負責將大塊塑料切割為中間產物MHET，MHETase酶則進一步將其分解為對苯二甲酸和乙二醇兩種基礎化工原料。科研人員創新性地采用自組裝技術，將這兩種酶以精準比例固定在酵母細胞表面，形成"集成自組裝多酶展示平臺"。這種結構使酵母菌如同配備微型加工廠的"生物反應器"，接觸塑料后即可啟動連續降解流程。
實驗數據顯示，這種全細胞催化劑展現出顯著優勢。在5升生物反應器中，20克廢棄塑料瓶碎片在常溫常壓及中性pH條件下，僅需一周時間即可完全分解為單體原料。與傳統提純酶方法相比，該技術省去了復雜的酶分離純化步驟，大幅降低操作成本，且酵母菌可重復使用。研究負責人形象地比喻："改造后的酵母菌就像穿著酶鎧甲的微型工人，能持續高效地完成分解任務。"
這項突破不僅為塑料污染治理提供了新方案，更開辟了"塑料循環經濟"的新路徑。科研團隊正進一步優化技術，計劃使酵母菌不僅能分解塑料，還能將分解產物直接轉化為生物基化學品或新型可降解材料，實現從"末端治理"到"資源再生"的跨越。目前，該技術已進入中試階段，未來有望在工業規模上推廣應用。
