阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）的科研团队近日宣布，他们在深海微生物研究领域取得重大突破——发现了一种能高效分解聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）塑料的特殊酶（PETase）。这种酶的独特之处在于其携带的“M5基序”结构，这一关键特征为筛选功能性塑料降解酶提供了可靠的生物标记。
PET是一种广泛使用的热塑性聚酯，俗称涤纶树脂，具有高强度、高透明度、良好的阻隔性和耐化学性等特点。它常用于制造饮料瓶、食品容器、合成纤维和工程塑料等产品。尽管此前科学家已在2016年于日本发现过能以塑料为食的细菌，但这种适应性是否在海洋中普遍存在一直未明。KAUST团队此次的发现，首次从分子层面解释了深海微生物降解PET塑料的机制。
研究联合负责人、海洋生态学家卡洛斯·杜阿尔特介绍，M5基序如同“分子指纹”，能够精准识别具备高效降解PET塑料活性的PETase酶。通过人工智能建模、基因筛选和实验室实验的联合验证，团队证实携带完整M5基序的海洋细菌确实能高效分解PET塑料样本。基因活性图谱显示，编码这种高效PETase的基因在全球海洋中高度活跃，尤其在塑料污染严重的区域更为显著。
这一发现表明，深海微生物的PETase酶可能是从其他碳氢化合物降解酶进化而来，帮助微生物在营养匮乏的深海环境中将塑料作为新的碳源。研究人员分析了全球400多个海洋样本，发现近80%的样本水中都存在带有M5基序的功能性PETase，其分布范围从表层环流延伸至近2000米深的深海区域。
尽管这一突破为解决塑料污染问题带来了新希望，但杜阿尔特同时警告，仅依靠自然界的清理速度远远不足以应对当前的污染危机。他指出，当塑料沉入深海时，其对海洋生物和人类健康的危害已经造成，而自然降解过程的速度远落后于塑料污染的扩散速度。
不过，这项研究也为陆地塑料回收提供了新思路。M5基序的结构特征为科学家提供了重要参考，通过借鉴深海细菌演化出的高效模型，可以在实验室中优化设计出适用于工业化处理厂甚至家庭场景的降解酶，从而加速塑料的闭环回收进程。
