一项新研究发现了在分解有害的全氟和多氟烷基物质(PFAS)化学物质(也称为永久化学物质)方面可能发挥重要作用的微生物，并指出了可能参与生物转化这些化合物的功能基因。

尽管已知微生物可以促进PFAS的转化，但负责这些过程的关键微生物和基因却在很大程度上未知。

这篇发表在《环境科学与技术》期刊上的论文开创性地使用了传统用于医学领域的生物信息学工具，并首次将其应用于PFAS生物转化的研究。

“我们的目标是帮助其他研究人员了解哪些微生物可能会影响环境中的PFAS命运，并开发微生物转化技术来处理这些污染物，就像我们处理其他污染物一样，”农业与生命科学学院生物与环境工程系助理教授、该研究的高级作者娜塔莉·卡皮罗(NatalieCápiro)说。

“生物处理污染物不需要太多基础设施，更经济，而且可以应用于难以到达的地区，”卡皮罗说。她说，这种方法最适合用于短期内不会开发的地区，因为微生物的处理速度比物理化学方法慢。

卡皮罗实验室的博士后研究员兼论文第一作者ShengDong说：“这项研究为下一批在PFAS生物转化领域工作的科学家提供了线索，帮助他们确定他们想要研究的目标。”

董说，其他进行实验工作的研究人员现在可以利用这些信息来验证其中一些基因是否与这些转化途径有关。

科学家此前曾记录过环境微生物群落能够转化人造的PFAS化学物质，这些化学物质存在于食品包装、防水服装、不粘锅和扑灭燃料火灾的泡沫中。

一旦进入环境(包括水)，它们就会在生物体内积累，并通过食物链不断增加浓度。它们与生育能力下降、儿童发育问题、高胆固醇和各种癌症有关。

目前，可以使用活性炭过滤器和其他封存处理技术从水中去除永久性化学物质。在土壤中，当前的技术包括高温热处理和挖掘等物理方法，以从环境中去除这些化合物。一些微生物可以破坏PFAS化学物质中极强的碳氟键，然后可能转化这些化合物。

卡皮罗说：“这些化合物是人造的，自然界中的类似物并不那么普遍，而且它们不具有相同的复杂性。”

人类开始使用PFAS化学品还不到100年。从那时起，接触这些化学品可能为微生物提供了适应和发展转化这些化学品的途径的机会。

在研究中，研究人员从受污染地点收集了土壤样本，这些地点的微生物群落已经暴露于这些化合物数十年。

首先，董博士及其同事使用基于观察到PFAS生物转化的样本中微生物群落成员相对丰度的网络分析方法来确定微生物之间的关系。

“我们相信微生物是一群人工作，而不是单一的，”董说。“我们寻找模式，看看某些微生物是否一直存在。”他们还考虑了从不同地理位置收集的不同土壤和各种PFAS化合物的存在。

在研究的第二部分，研究人员使用基于标记基因测序的宏基因组预测工具来探索有助于PFAS生物转化的潜在功能基因(及其表达的酶)。标记基因测序针对的是每个微生物分类群所特有的一小部分基因组，然后Dong和同事应用生物信息学方法来预测其余的基因组。

版权说明：本站所有作品图文均由用户自行上传分享，仅供网友学习交流。若您的权利被侵害，请联系我们

标签：