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(huán)境治理的重點對象。江南大學(xué)科研團隊近日取得突破性進展，通過基因編輯技術(shù)改造酵母菌，使其具備直接分解PET塑料的能力，并將產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為高附加值化工原料。相關(guān)成果已發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《有害物質(zhì)雜志》。

傳統(tǒng)塑料回收依賴高溫高壓等物理化學(xué)方法，不僅能耗巨大，還可能產(chǎn)生二次污染。盡管生物降解技術(shù)因其環(huán)境友好性備受關(guān)注，但自然界中天然存在的塑料分解酶存在效率低、穩(wěn)定性差、成本高昂等短板，難以實現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)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(gòu)建了一套高效的"降解系統(tǒng)"。

該系統(tǒng)的核心在于兩種酶的協(xié)同作用：PETase酶負(fù)責(zé)將大塊塑料切割為中間產(chǎn)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(chǔ)化工原料?？蒲腥藛T創(chuàng)新性地采用自組裝技術(shù)，將這兩種酶以精準(zhǔn)比例固定在酵母細(xì)胞表面，形成"集成自組裝多酶展示平臺"。這種結(jié)構(gòu)使酵母菌如同配備微型加工廠的"生物反應(yīng)器"，接觸塑料后即可啟動連續(xù)降解流程。

實驗數(shù)據(jù)顯示，這種全細(xì)胞催化劑展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。在5升生物反應(yīng)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(tǒng)提純酶方法相比，該技術(shù)省去了復(fù)雜的酶分離純化步驟，大幅降低操作成本，且酵母菌可重復(fù)使用。研究負(fù)責(zé)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(xù)高效地完成分解任務(wù)。"

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(huán)經(jīng)濟"的新路徑?？蒲袌F隊正進一步優(yōu)化技術(shù)，計劃使酵母菌不僅能分解塑料，還能將分解產(chǎn)物直接轉(zhuǎn)化為生物基化學(xué)品或新型可降解材料，實現(xiàn)從"末端治理"到"資源再生"的跨越。目前，該技術(shù)已進入中試階段，未來有望在工業(yè)規(guī)模上推廣應(yīng)用。