Американские цельноклеточные микробные катализаторы реализуют внутриклеточную переработку пластиковых отходов

Репортаж от Wedoany，Научно-исследовательские учреждения достигли прогресса в области управления пластиковыми отходами, разработав цельноклеточные микробные катализаторы, которые успешно перевели процесс деградации пластика от внеклеточного расщепления к внутриклеточной обработке. Эта технология использует инженерные микроорганизмы для прямого поглощения пластиковых отходов, решая проблему деградации микропластика и высококристаллического пластика за счет экспрессии ферментов in situ, предоставляя цельноклеточный каталитический подход для восстановления окружающей среды.

Что касается деталей технологического прорыва, исследовательская группа предложила стратегию создания инженерных микроорганизмов, секретирующих пластификаторы, для решения проблемы ингибирования ферментативного гидролиза, возникающей при кристалличности полиэтилентерефталата (ПЭТ) более 30%. По сравнению с традиционными методами физической предварительной обработки, такими как экструзия и криогенное измельчение, новая схема, оптимизированная с помощью белковой инженерии, позволяет ферментам функционировать в локальной микросреде, совместимой с жизнеспособностью клеток. Данные испытаний показывают, что искусственное микробное сообщество, сочетающее кишечную палочку и Pseudomonas putida, может одновременно осуществлять гидролиз ПЭТ и биосинтез полигидроксиалканоатов.

В настоящее время исследователи используют модели машинного обучения и искусственного интеллекта для прогнозирования кинетических характеристик преобразования успешных лабораторных случаев во внутриклеточные системы. Чтобы преодолеть ограничения низкой секреторной способности грамотрицательных бактерий, исследовательский путь сместился в сторону адаптивной модификации Bacillus subtilis и Pichia pastoris. Кроме того, путем закрепления ферментов на поверхности клеток или использования инженерных внеклеточных везикул, микроорганизмы могут непосредственно контактировать и разлагать высококристаллические частицы микропластика в окружающей среде.

С точки зрения индустриальных перспектив, эта технология переходит от лабораторных условий к апробации в рабочих средах. На будущих этапах инженерные штаммы должны будут колонизироваться в реальных условиях и обеспечить экспрессию ферментов in situ. С совершенствованием нормативных актов по биобезопасности, метод деградации пластика цельноклеточными микроорганизмами войдет в стадию полевого управления и оценки экологической безопасности, способствуя переходу циркулярной экономики пластика от внеклеточной рекуперации мономеров к внутриклеточной добавленной стоимости.

Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com