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

2025-07-05 22:01:4897394135

  記者從中國科學(xué)院深圳先進技術(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)教授唐鴻志團隊合作,時降成功構(gòu)建了可同時降解五種有機污染物的解種家成建新新型工程菌株,并通過實際工業(yè)廢水樣本驗證,有機展示了該菌株對高鹽廢水中復(fù)合污染物的污染物國高效降解能力,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)”提供了中國方案。該成果北京時間5月7日在國際學(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、時降有機物、解種家成建新重金屬、有機有害化學(xué)物質(zhì)和營養(yǎng)鹽等污染物,污染物國對環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)會造成巨大的功構(gòu)影響。因此,型工去除高鹽廢水中的有機污染物對生態(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,但每個菌種通常只擅長處理一兩種特定污染物。當(dāng)面對高鹽廢水中油污、重金屬、放射性物質(zhì)等組成的“混合垃圾”時,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)對菌株設(shè)計和改造的速度和深度非常有限。

  近年來,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。研究團隊通過研究,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。

  在進一步研究中,研究團隊在單一菌株中構(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,可實現(xiàn)五種典型芳香類有機污染物——聯(lián)苯、苯酚、萘、二苯并呋喃和甲苯的同時降解,涵蓋了從單環(huán)到多環(huán)化合物的廣泛底物范圍。

  研究團隊通過實際工業(yè)廢水樣本系統(tǒng)驗證了“微生物特種兵”工程菌株VCOD-15從實驗室到實際污染場地的全場景降解效果。例如,在污染物降解能力方面,這種“微生物特種兵”展現(xiàn)出多靶點同步處理優(yōu)勢——在48小時內(nèi)對五種目標(biāo)污染物的去除率均超60%,其中對聯(lián)苯實現(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,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)場地修復(fù)、微塑料生物降解等多個生態(tài)環(huán)保場景,不僅為破解復(fù)合污染治理難題提供了智能生物工具,更可以推動環(huán)保產(chǎn)業(yè)從末端治理向生物智造升級,助力雙碳目標(biāo)實現(xiàn)。

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