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可同時(shí)降解五種有機(jī)污染物 我國(guó)科學(xué)家成功構(gòu)建新型工程菌株

2025-07-05 18:31:31735314

  記者從中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院獲悉,可同科學(xué)該研究院客座研究員戴俊彪與上海交通大學(xué)教授唐鴻志團(tuán)隊(duì)合作,時(shí)降成功構(gòu)建了可同時(shí)降解五種有機(jī)污染物的解種家成建新新型工程菌株,并通過(guò)實(shí)際工業(yè)廢水樣本驗(yàn)證,有機(jī)展示了該菌株對(duì)高鹽廢水中復(fù)合污染物的污染物國(guó)高效降解能力,為破解傳統(tǒng)微生物處理技術(shù)存在的功構(gòu)“鹽抑制效應(yīng)”提供了中國(guó)方案。該成果北京時(shí)間5月7日在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表。型工

  高鹽廢水是程菌工業(yè)廢水中的一種特定類型,主要來(lái)自化工廠及石油和天然氣的可同科學(xué)采集加工等,包含懸浮物、時(shí)降有機(jī)物、解種家成建新重金屬、有機(jī)有害化學(xué)物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)鹽等污染物,污染物國(guó)對(duì)環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)會(huì)造成巨大的功構(gòu)影響。因此,型工去除高鹽廢水中的有機(jī)污染物對(duì)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。

迭代自然轉(zhuǎn)化法(INTIMATE)示意圖

  自然界的微生物雖然能分解高鹽廢水中的部分污染物,但每個(gè)菌種通常只擅長(zhǎng)處理一兩種特定污染物。當(dāng)面對(duì)高鹽廢水中油污、重金屬、放射性物質(zhì)等組成的“混合垃圾”時(shí),這些天然微生物就顯得“力不從心”。此外,因微生物降解所涉及的基因種類和數(shù)目較多,常規(guī)基因工程技術(shù)對(duì)菌株設(shè)計(jì)和改造的速度和深度非常有限。

  近年來(lái),合成生物學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展為降解菌株的構(gòu)建提供了可能。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)研究,精準(zhǔn)鎖定了具有最快繁殖速率、高鹽耐受和易基因編輯等特性的耐鹽菌株“需鈉弧菌(Vmax)”,并通過(guò)調(diào)控基因精準(zhǔn)構(gòu)建可調(diào)控的具有高效自然轉(zhuǎn)化能力的菌株VCOD-2。這一菌株相較于自然界中微生物,轉(zhuǎn)化效率可提升數(shù)倍。

  在進(jìn)一步研究中,研究團(tuán)隊(duì)在單一菌株中構(gòu)建了覆蓋單環(huán)到多環(huán)化合物的五條人工代謝通路,得到的“微生物特種兵”VCOD-15,可實(shí)現(xiàn)五種典型芳香類有機(jī)污染物——聯(lián)苯、苯酚、萘、二苯并呋喃和甲苯的同時(shí)降解,涵蓋了從單環(huán)到多環(huán)化合物的廣泛底物范圍。

  研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)實(shí)際工業(yè)廢水樣本系統(tǒng)驗(yàn)證了“微生物特種兵”工程菌株VCOD-15從實(shí)驗(yàn)室到實(shí)際污染場(chǎng)地的全場(chǎng)景降解效果。例如,在污染物降解能力方面,這種“微生物特種兵”展現(xiàn)出多靶點(diǎn)同步處理優(yōu)勢(shì)——在48小時(shí)內(nèi)對(duì)五種目標(biāo)污染物的去除率均超60%,其中對(duì)聯(lián)苯實(shí)現(xiàn)完全降解(100%),甲苯、二苯并呋喃等復(fù)雜污染物降解率近90%,較天然菌株提升2至3倍效能。

  未來(lái),該成果的核心技術(shù)可延伸應(yīng)用于海上溢油污染治理、工業(yè)場(chǎng)地修復(fù)、微塑料生物降解等多個(gè)生態(tài)環(huán)保場(chǎng)景,不僅為破解復(fù)合污染治理難題提供了智能生物工具,更可以推動(dòng)環(huán)保產(chǎn)業(yè)從末端治理向生物智造升級(jí),助力雙碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

  (總臺(tái)央視記者 帥俊全 褚爾嘉)

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