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利用深海微生物可消除二恶英污染

2014年10月24日 12:02 PDF版 分享转发

只用一种普普通通的维生素,有的深海微生物就能将人类文明催生的最危险的一些化学品分解掉,它们是如何做到这一点的呢?最近,科学家解开了这个谜团。

雷斯教授致力于深海微生物的研究,他想知道,这些微生物是如何将危险污染物消化掉的。

英国曼彻斯特大学(University of Manchester)的一名研究人员花了15个年头,专门研究这些使用维生素B12来降低多氯联苯、二恶英等有害物质毒性的微生物。

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除了深海之外,这些生物也生活在河流与池塘之中,它们能将这些可能致命且极具持久性的化学物质分解掉。

在人体内,维生素B12在脑和神经系统的运作中扮演关键角色。但一些微生物使用这种重要维生素的方式“跟我们已知的形式相去甚远”,曼彻斯特大学生物技术研究中心(Institute of Biotechnology)教授大卫·雷斯(David Leys)表示。

“既已详细了解了这种新奇的解毒机制,我们就可以着手复制该过程了。”他说,“我们希望,人类最终能够以更为快速高效的方式,找到新的手段去对付世界上危害最大的那些毒素。”

其实,污染还能让一些微生物茁壮成长,雷斯教授在一封电子邮件中对我说。他的研究中所涉及到的那种微生物来自深海,可以制造一种特定的酶,由此分解含有二恶英的杀虫剂。

这种充当污染克星的酶还有很多种形式,统称还原性脱卤素酶,能够脱去污染物中的卤素原子。之前有研究发现,此类化合物中还有一些甚至能分解掉工业溶剂。

“我们已知,一些毒性最大的污染物中都含有卤素原子,而大多数生物系统对此类污染物分子束手无策。”雷斯教授说,“但有一些生物可以使用维生素B12脱掉其中的卤素原子。”

为加速还原性脱卤素酶的产生,雷斯教授利用基因工程构造了一种快速生长的微生物,用以合成这种酶。然后,使用X射线晶体学生成3D图像,看它们如何从有害化学物中脱除卤素原子。

他补充道:“除了能帮助对付污染物的毒性和长期残留问题外,我们相信,我们的发现有助于开发筛选环境或食物样本的更好方式。”

最广为人知的一次二恶英污染出现在越战期间,当时美军向越南各地的森林喷洒了数百万加仑的橙剂,导致100多万人残疾或带有出生缺陷。退伍事务部(Department of Veteran Affairs)承认,有260万美国军人也深受其害。

据世界卫生组织(WHO)介绍,二恶英“是一类剧毒物质,可导致生殖和发育问题,损害免疫系统,干扰激素,还可以导致癌症”。它们属于“12大危害物”,即一组被称为持久性有机污染物的危险化学物质,主要在动物与人体的脂肪组织内蓄积。二恶英的半衰期估计为7至11年,容易通过食物链向下传递。

纸张漂白、垃圾焚烧和特定杀虫剂的生产等工业流程都会释放二恶英,而它一旦进入环境就会长期存在。二恶英不溶于水,由贝类等水生动物摄取,进而对食用这些动物的人类构成危害。肉类和乳制品中也会存在二恶英,只不过含量相对较低。

二恶英还曾被用于向总统维克托·尤先科(Victor Yushchenko)投毒,导致其因“氯痤疮”而毁容。事情发生在2004年大选前夕。虽然留下了狰狞的伤疤,但尤先科最终还是夺取了政权,这场大选后来被称为“橙色革命”。

多氯联苯的半衰期也很长,被用于电气设备的制造。于1979年率先禁止了这种致命化学物质的生产。过了二十多年,到2001年,《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》(Stockholm Convention on Persistent Organic Pollutants)禁止了其在全球范围内的生产。然而,多氯联苯很难分解,至今很多垃圾填埋场和工业用地中仍能找到它们的身影。

来源:福布斯中文网
责任编辑:尹心荷

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