难以置信!细菌能把塑料瓶当糖“吃” 或能降解白色垃圾
2016-03-28 10:34:00   来源:人民网
内容摘要
细菌是人眼难以看见的小东西,并且往往给人以“病菌”的不良印象。来自不同国家的研究人员纷纷在细菌研究方面取得了成果。这些成果都表明只要应用得当,小细菌也可以在医疗、能源、环境和材料等多个领域派上大用途。下面一起来看看吧!

难以置信!细菌能把塑料瓶当糖“吃” 或能降解白色垃圾 科技世界网塑料瓶被称为“白色垃圾”,人们像对砒霜一样,避之唯恐不及。而据外媒报道,日本科学家新发现的一种细菌却以其为“蜜糖”,将其降解。科学家们表示,这种细菌未来有望对地球上塑料垃圾的清除产生积极的推动作用。

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是我们常见的一次性水瓶的主要原料,具有轻质、无色且坚固耐用等优点,应用广泛,全球年产量为5000万吨,但这种塑料很难被微生物分解或降解。

此次,日本京都工艺纤维大学和庆应义塾大学的科学家们联手发现,一种细菌能在29摄氏度左右,花6周时间将塑料瓶消耗殆尽。

为了找到这种细菌,研究人员收集了250份被PET污染的样本,包括沉积物、土壤和塑料瓶回收点的废水等。他们对生活在这些样本上的微生物进行了筛查,最终发现一组能分解PET薄膜的微生物,其中的一种能让PET降解。

测试表明,这种细菌使用酶分解PET,产生一种中间化学物质。这种化学物质接着被细胞吸收,并在细胞内被其他酶进一步分解,为该细菌提供碳和氧来助其生长。

尽管此前已有研究发现了能依靠PET生长的真菌,但这是科学家首次发现能吃掉PET的细菌。有专家表示,该细菌或可用来“干掉”数量日益增多且破坏地球的塑料。

不过,美国伍兹霍尔海洋研究所的塑料专家崔西·曼瑟表示,尽管最新研究令人印象深刻,但与将塑料瓶放在垃圾回收桶内回收相比,生物降解塑料并不一定更好。不过,他也表示,最新发现将有助于人们更容易找到其他有类似降解PET能力的微生物。

目前,科学家们面临的问题包括如何让这种细菌在某些特殊条件下生存,以及如何进行合理开发和利用等。

 

难以置信!细菌能把塑料瓶当糖“吃” 或能降解白色垃圾 科技世界网【节能】加拿大17岁华裔学生研究细菌燃料电池

据外媒报道,加拿大一名就读11年级的华裔17岁中学生,因研究细菌燃料电池,获得国际著名的生化科技大赛大奖。

奥斯汀·王(Austin Wang,译音)学生于此前在费城举行的国际生化科技挑战赛(International BioGENEius Challenge)里,以微生物燃料电池击败其他28个来自美国、加拿大及德国参加者,夺得该项比赛大奖和7500美元奖金。

此个研究项目既要有工程和生物知识,也要有化学、遗传学、物理及计算机分析的知识。据报道,他表示,此项目优美之处是他从中认识更多。

就读于温哥华戴维汤普森中学(David Thompson Secondary)的王说,打算把部分奖金捐给慈善机关,而余款则用来继续研究。

 

难以置信!细菌能把塑料瓶当糖“吃” 或能降解白色垃圾 科技世界网【研究】神秘细菌在太空中生长快60%

据外媒报道,发送至国际空间站的48种无害细菌实验令科学家们大吃一惊,他们发现这些细菌能够适应微重力环境,仅有一种细菌对太空环境具有排斥性,其中一种在美国佛罗里达州收集的细菌在太空环境下比地球生长快60%,目前科学家无法解释这种现象。

这种细菌是沙福芽孢杆菌JPL-MERTA-8-2,专家对细菌的太空适应性十分感兴趣是因为希望深入理解地球细菌进入太空潜在的威胁,是否对宇航员身体以及月球和火星基地等长期太空任务构成影响。这项研究发表在近期出版的《PeerJ》杂志上。

太空细菌实验是一项叫做MERCURRI的国际实验的一部分,这些细菌样本是从不同等级的表面采集的,其中包括美国费城独立钟。最终采集的大量细菌样本仅挑选出48种非病原性细菌,于2014年4月19日发射至国际空间站,同时,地面实验室保留一组识别细菌,用于对比分析。

宇航员在国际空间站实验室每天24小时监控细菌样本,2015年2月太空细菌样本返回地球,并由美国加州大学戴维斯分校科学家进行分析。MERCURRI实验负责人微生物学家大卫-科伊尔(David Coil)称,太空实验的多数细菌样本与地球样本相差不大。

然而研究人员发现其中3种细菌样本在微重力环境下加速生长,但之后两种细菌被排除,它们可能是遭受污染。仅有沙福芽孢杆菌JPL-MERTA-8-2在太空环境下快速生长,比地球细菌样本生长快60%。科学家对这一现象感到迷惑不解,科伊尔博士认为,很可能引力差异性是导致这种细菌快速生长的原因。

多数实验聚焦于导致疾病的病原菌,因为它们对宇航员的安全构成直接威胁,尤其是长期太空任务。但是非病原菌在免疫系统病原体传播中具有重要作用,它也是一个重要的研究领域。

 

难以置信!细菌能把塑料瓶当糖“吃” 或能降解白色垃圾 科技世界网【生物】科学家合成“最小”细菌 仅有473个基因

当谈到基因组的大小时,一种被称为衣笠草的罕见日本植物无疑是当下的重量级冠军——其脱氧核糖核酸(DNA)数量是人类的50倍。而在天平的另一端,一个新的轻量级纪录保持者如今诞生在美国加利福尼亚州的一个培养皿中。日前,由基因组测序先驱Craig Venter率领的研究人员报告称,他们设计并制造出一种在自由生物体中具有最小基因组,以及最少基因的细菌,但却依然具有自我复制能力。

这种被称为Syn 3.0的新有机体的基因组仅留下了生存和繁殖所必需的473个基因。相比之下,人类的基因数量超过2万个。哈佛大学合成生物学家George Church表示:“这是一项杰作。”科学家认为,这是生命科学领域的突破性进展,将有助推进对生命奥秘的认知。

微生物流线型的遗传结构激起了进化生物学家和生物技术专家的兴趣,他们预期一个接一个地添加基因便能够研究这些基因的作用。剑桥市麻省理工学院合成生物学家Chris Voigt表示:“这是创建一个基因组被完整定义的活体细胞的重要步骤。”但是Voigt和其他科学家指出,目前距离完整定义依然还很遥远,这是因为Syn 3.0有149个基因——大约为1/3——依然不知其功能为何。研究人员的首要任务是探索这些基因在生物体中扮演的角色,从而有望为关于生命的基本生物学带来新的认识。

就像Syn 3.0的名称所暗示的,它并非Venter制造的首个合成生物体。Venter说:“我们的研究表明,生命是如此复杂,即便是最简单的有机体也是如此。”Venter表示,要回答生命的基础问题,唯一方法是获得最简单的基因组;而要达到这个目的,唯一方法可能是人工合成基因组。因此他们从1995年开始努力,其间仅因为参与首个人类基因组测序工作而短暂中断。

2010年,Venter的研究团队报告说,他们合成了丝状支原体的单独染色体(被称为Syn 1.0),并将其移植到另一种山羊支原体中。经过几次失败的尝试,研究人员最终发现,这种合成的微生物能够正常生成蛋白质。

在当前的工作中,Venter与J. Craig Venter研究所的Clyde Hutchison等人通过剥离Syn 1.0携带的不必要的基因,从而尝试确定生命所需的最小基因集合。

研究人员最初分为两个团队,每个团队都有一个相同的任务——利用所有可用的基因组知识设计一种具有假定最小基因组的细菌染色体。随后两者被合成并移植到山羊支原体中,从而看看是否会生成一个有活力的生物体。

“最大的新闻是我们失败了。我很惊讶。”Venter说,“我们当前的生物学知识尚不足以设计并构建一个活的有机体。”

于是,研究人员在首个合成细胞的基础上,不断尝试删除其基因组中不必要的基因,最终把Syn 1.0中901个基因删除约一半,只剩下473个基因,即Syn 3.0。

Venter表示,Syn 3.0的基因组还可进一步简化,删掉一些与维持生命无关的基因,但这些基因影响生长速度,删除后细胞数量增长极其缓慢,无法用于实验目的。

至于这项工作带来的启发,Venter说,一个启发就是认识生命要从整个基因组角度综合来看,而不是独立的基因。“生命更像一个交响乐团,而不是短笛演奏家”。这一理论同样适用于人类基因组,因为他们发现人类多数疾病症状受整个基因组上突变的影响,而不是单个基因。

这项研究成果将有望应用在多个领域,包括生物化学、营养学、农业以及生产新药物与生物能源等。“我认为这是一个新时代的开始,”Venter说。

Venter表示:“我们还不能说这就是最终的最小基因组。”但截至目前,Syn 3.0绝对是这个世界上新的轻量级冠军。(如需转载,请注明来源自科技世界网)

 

 

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