【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。