據New Atlas報道，五年前，科學家們在日本一個塑料回收中心周圍的土壤和淤泥中發現了一種細菌，它在兩種“特意”進化的酶的幫助下，以流行的包裝材料PET為食，作為能量來源。這在當時是一個驚人的發現。而現在一項新研究表明，這是一個更廣泛的趨勢的一部分，即這種塑料降解酶的數量和多樣性正在增加，以應對世界各地的塑料污染。
自2016年在日本發現以來，人們已經看到了這個領域的其他一些有趣的進展。科學家們最初的希望是，通過發掘那些使細菌能夠迅速將PET塑料還原成對環境無害的構件的酶，甚至更有效的版本可以在實驗室中被設計出來，形成對抗塑料污染的“新武器”。
2018年，美國的一組科學家在這項研究的基礎上，生產出一種工程酶，可以以大約20%的效率消耗塑料。同一個團隊隨後在2020年開發了一個更先進的版本，他們稱之為“超級酶”，可以以六倍的速度“消化”塑料垃圾。
一系列具有類似能力的酶已經被發現，瑞典查爾姆斯理工大學的一個團隊的新研究顯示了這種現象的普遍性。研究人員分析了來自世界各地數百個海洋和陸地地點的環境DNA樣本，使用計算機建模來篩選具有分解塑料潛力的微生物酶。
這顯示出總共有30000種酶具有降解10種常見塑料的潛力，然後科學家們將其與不同國家和海洋中的塑料污染濃度的官方數據進行交叉對比。結果發現，一些酶含量最高的地方是污染最嚴重的地區，如地中海和南太平洋。
研究作者Aleksej Zelezniak說：“利用我們的模型，我們發現了多條證據，支持全球微生物組的塑料降解潛力與環境塑料污染的測量結果密切相關–這是環境如何對我們施加的壓力做出反應的重要證明。”
研究發現，這些酶廣泛分佈在海洋和陸地上，但也有一些有趣的見解。研究小組發現海洋深處的塑料降解酶濃度更高，這表明與這些深處的微塑料濃度更大有關。同樣，陸地樣本被發現含有更多基於鄰苯二甲酸酯的塑料添加劑化合物，以及已知能夠降解它們的酶，表明兩者之間存在聯繫。
“目前，人們對這些塑料降解酶知之甚少，我們沒有想到會在這麼多不同的微生物和環境棲息地中發現如此大量的酶。”這項研究的第一作者Jan Zrimec解釋說：“這是一個令人驚訝的發現，真正說明了這個問題的規模。”
在過去的70多年裡，塑料的大規模生產已經從每年約200萬噸猛增到驚人的3.8億噸，而且每年約有800萬噸被沖入海洋。雖然這給了微生物一個相當大的“窗口”來發展對其環境中的廢物的進化反應，但這將需要大量高效的酶來解決這個問題。
Zelezniak說：“下一步將是在實驗室中測試最有希望的候選酶，仔細研究它們的特性和它們能夠實現的塑料降解率。從那裡你可以為特定的聚合物類型設計具有針對性降解功能的微生物群落。”
這項研究發表在《mBio》雜誌上。