宋立岩研究员与合作者揭示垃圾填埋场微生物在填埋场自然选择压力下进化的塑料降解潜能

发布时间:2025-03-21

本网讯(资源与环境工程学院 宋立岩)近日,我校资源与环境工程学院宋立岩研究员课题组在环境微生物组与塑料污染治理领域取得重要进展。研究成果以“Natural-selected plastics biodegradation species and enzymes in landfills”为题发表于国际期刊《PNAS Nexus》,并被编辑选为Press Interest 论文,推荐文章Plastic-degrading enzymes found in landfills”发表于Phys.org平台及美国科学促进会EurekAlert! 平台。安徽大学2021级硕士林晓星(现于西湖大学攻读环境工程博士学位)为论文第一作者,宋立岩研究员为通讯作者,安徽大学资源与环境工程学院为第一通讯单位。

塑料污染治理是当前全球环境领域的重大挑战。研究团队聚焦垃圾填埋场这一塑料长期积累的“热”,整合了来自全球6个国家,21个城市的148个宏基因组样本,覆盖了6种填埋场相关生境,包括填埋渗滤液及其处理工艺活性污泥等,结合传统生物信息学手段和机器学习工具,基于酶结构功能预测与比对,系统揭示了填埋场微生物群落在自然选择压力下进化出的强大塑料降解生物潜力

1: 通过机器学习的手段预测的填埋场塑料降解酶及微生物

 

研究团队通过传统注释方法从148个宏基因组样本中鉴定出117个塑料降解基因。同源比对的数据库依赖性和算法的低准确性限制了我们对功能蛋白编码基因的深入理解,借助人工智能在生物信息学领域的最新进展,本研究揭示了微生物中尚未被分离和表征的31,989个潜在塑料降解酶编码基因。

这一发现表明,自然界已为我们提供了丰富的塑料降解解决方案。垃圾填埋场不仅是废弃塑料的存储库,更是塑料降解微生物与酶的天然“进化实验室”,其多样性远超预期。未来,需进一步在实验室验证这些酶编码基因的功能,我们有望利用这些极具潜力的微生物和酶资源进行塑料污染控制。


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