科学者たちは、特定の「永遠の化学物質」を分解できる細菌を発見

カリフォルニア大学リバーサイド校 2023 年 7 月 23 日

カリフォルニア大学リバーサイド校の科学者は、「永遠の化学物質」または PFAS として知られる頑固な汚染物質のグループを分解できる 2 つの細菌種を特定しました。 これらの自然に存在するバクテリアは、これらの汚染物質の化学結合を破壊してそれらを無害にし、産業汚染物質を浄化するための費用対効果の高い生物学的アプローチを提供します。

カリフォルニア大学リバーサイド校の化学工学と環境工学を専門とする科学者らは、頑固な「永久化学物質」の一種を分解できる2種類の細菌を土壌中に発見し、産業汚染物質の低コストの生物学的浄化に期待が持てるようになった。

ボーンズ工科大学のユジ・メン助教授とそのチームは、これらの細菌が、PFASとして知られるパーフルオロアルキル物質およびポリフルオロアルキル物質の特定のサブグループ、特に化学物質内に1つ以上の塩素原子を含む物質を根絶できることを発見した。構造。 彼らの研究結果は科学雑誌「Nature Water」に掲載されました。

永久に不健康な化学物質は、炭素とフッ素の結合が異常に強いため、数十年またはそれよりも長期間環境中に残留します。 驚くべきことに、UCRチームは、細菌が汚染物質の塩素と炭素の結合を切断し、永久に化学構造を破壊して無害にする一連の反応を開始することを発見した。

カリフォルニア大学リバーサイド校のユリー・メン助教授と大学院生のジョーセン・ジン氏。 クレジット: UCR 写真提供: Sizhuo Zhang

「私たちが発見したのは、細菌が最初に炭素と塩素の結合を開裂し、不安定な中間体を生成する可能性があるということです」とメン氏は述べた。 「そして、それらの不安定な中間体は自発的に脱フッ素化され、炭素とフッ素の結合が切断されます。」

塩素化 PFAS は、数千の化合物からなる永久化学ファミリーの大きなグループです。 これらには、産業で使用されるさまざまな不燃性作動油や、さまざまな産業、包装、電子用途で防湿層として機能する化学的に安定したフィルムの製造に使用される化合物が含まれます。

The two bacteria speciesA species is a group of living organisms that share a set of common characteristics and are able to breed and produce fertile offspring. The concept of a species is important in biology as it is used to classify and organize the diversity of life. There are different ways to define a species, but the most widely accepted one is the biological species concept, which defines a species as a group of organisms that can interbreed and produce viable offspring in nature. This definition is widely used in evolutionary biology and ecology to identify and classify living organisms." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> Men'sグループによって特定された種（デスルフォビブリオ・アミノフィルスとスポロムサ・スフェロイデス）は自然に存在し、地下水がPFASで汚染されている可能性がある地下微生物叢に生息していることが知られている。 迅速な浄化のために、メタノールなどの安価な栄養素を地下水に注入して細菌の増殖を促進することができます。 これにより細菌の存在が大幅に増加し、汚染物質をより効果的に破壊できるだろうとメン氏は述べた。 細菌がまだ存在していない場合は、汚染水に細菌種のいずれかを接種することができます。

生物学的浄化プロセスの概念図。 クレジット: Evan Fields による UCR グラフィック

Men 氏はこの論文の責任著者であり、UCR の化学環境工学大学院生である Bosen Jin 氏が筆頭著者です。 他の UCR の共著者はポスドクの Jinyu Gao です。 元ポスドクのHuaqing Liu。 元大学院生のシュン・チェさんとヤオチュン・ユーさん。 そして准教授Jinyong Liu氏。

この研究は、微生物がフッ素化カルボン酸と呼ばれる頑固な種類のPFASを分解できることを実証したメン氏の以前の研究を拡張したものである。