吃塑膠微生物扛人類環保大任

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本報綜合外電報導 2023-10-07

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科學家希望開發微生物啃食塑膠垃圾，解決環境汙染問題。圖為示意。圖／取自網路

【本報綜合外電報導】2001年，日本京都工藝纖維大學小田耕平領導的研究團隊，在充滿塵土及廢棄物的溝渠，發現一層細菌薄膜正在啃食塑膠瓶、玩具及其他小裝飾品。細菌分解垃圾時，會利用塑膠中的碳獲取能量生長、移動並分裂產生更多渴望啃食塑膠的細菌。他2016年在《科學》期刊發表相關研究，並將這種細菌命名為大阪堺菌。

論文指出，大阪堺菌會產生特殊酵素分解聚對苯二甲酸乙二酯（PET）。科學家廣泛接受小田的說法，這篇論文也廣泛被媒體報導，並獲得科學引用超過千次，次數位居所有論文的前0.1%。但小田的研究僅是開始，科學家希望能發現更多類似微生物，減輕這類環境災難。

改良大阪堺菌加速分解塑膠

人類在過去20年間產生約25億噸塑膠垃圾，每年還會再產生3.8億噸塑膠垃圾，預計2060年總量會增加2倍。這些塑膠垃圾就在太平洋漂流，面積約台灣的48倍，布滿各國海灘，溢出各國的垃圾掩埋場。塑膠微粒、奈米塑膠微粒從植物根部進入蔬果，人體幾乎每個器官也有它的蹤跡。塑膠微粒還會透過母乳進入嬰兒體內。

任何生物體想分解一串DNA、糖及塑膠等較大化合物，都需要酵素。英國樸茨茅斯大學（University of Portsmouth）分子生物物理學教授皮克福德（Andy Pickford）說：「大阪堺菌其實還在非常早期的演化階段」，科學家的目標是走完剩下的路。

美國政府位於科羅拉多州的國家可再生能源實驗室（NREL）研究員貝爾（Elizabeth Bell）的研究，就是關注大阪堺菌。她提取會直接在塑膠作用的酵素，並利用基因工程讓它們經歷各種可能突變。在野外，細菌分裂上千次後酵素突變可能只會發生一次。貝爾去年發表關於她設計的PET酵素最新發現，這種酵素分解PET的速度比原生酵素快了數倍。

南韓光州國立大學研究團隊則在垃圾堆挖了15公尺，挖到數十年前的塑膠袋，發現一種似乎以塑膠袋為食的蘇雲金芽孢桿菌，並對此進行研究。樸茨茅斯大學微生物學家克雷格（Simon Cragg），也在越南、泰國紅樹林沼澤尋找其他以PET為食的微生物。

部分學者質疑恐釀生化危機

儘管科學家致力推動細菌分解塑膠的研究，各國政府似乎也支持。有些學者對於求助細菌仍抱持疑慮，質疑會造成生化危機，但與微生物建立更深入的夥伴關係是強大的願景。

目前歐盟已資助多個團體，以開發微生物及酵素，將塑膠變成可生物分解材質。德國一個團體去年將大阪堺菌PET酶以基因工程的方法放進海藻，指出這未來可用於分解海中塑膠微粒。

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