直到現(xiàn)在,，人們還認為聚氨基甲酸酯(polyurethane)是不能生物降解的,，但是來自美國耶魯大學的一組科學家發(fā)現(xiàn)吃它和降解它的真菌,，而且它們甚至在氧氣不存在時也能如此,。
亞馬遜是地球上生物最為多樣性的區(qū)域之一。2011年,，耶魯大學科學家在亞馬遜收集的植物中發(fā)現(xiàn)微生物并且培養(yǎng)它們。在培養(yǎng)的微生物樣品當中,，他們發(fā)現(xiàn)一種能夠降解塑料物質(zhì)聚氨基甲酸酯的真菌,，即小孢擬盤多毛孢(Pestalotiopsis microspora)。
聚氨基甲酸酯是人類在二十世紀四十年代開發(fā)的一種合成聚合物而且經(jīng)常被用來替換橡膠,、油漆,、木材或者金屬。它被廣泛用于很多種現(xiàn)代器材,、家具,、染料、泡沫絕熱材料,、膠粘劑和鞋子,，同時也有很多其他用途，而且它兼?zhèn)鋸姸?、耐用和彈性的?yōu)點,。一些用過的聚氨基甲酸酯能夠被循環(huán)利用產(chǎn)生其他產(chǎn)品,，但是它最終仍然是廢棄物。因為我們知道沒有什么能代謝和降解它(換言之,，它是不能生物降解的),，所以一旦它在垃圾填埋場填埋，它可能幾乎無限期地呆在那里,，而這就帶來環(huán)境問題,。聚氨基甲酸酯內(nèi)的化學鍵是如此強大以致于它很不容易降解。
聚氨基甲酸酯能被燃燒,，但是這會釋放有害的一氧化碳到大氣中,，同時產(chǎn)生其他的有毒化學物。2011年,，分子生化學家Scott Strobel教授領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組發(fā)現(xiàn)小孢擬盤多毛孢不僅吃聚氨基甲酸酯,，而且還能在只由聚氨基甲酸酯組成的食物中存活。再者,，它能夠在無氧環(huán)境下存活,，比如它能夠在垃圾填埋場內(nèi)部深處缺氧區(qū)域存在。
這種真菌是由研究生Pria Anand在厄瓜多爾叢林中發(fā)現(xiàn)的,，而另一名研究生Jonathan Russell在它當中鑒定出一種絲氨酸水解酶,，人們認為正是這種酶讓該真菌能夠降解聚氨基甲酸酯。這兩位研究生正在耶魯大學分子物理學和生物化學部門學習,。
這種新發(fā)現(xiàn)的真菌是一種內(nèi)生性微生物,，這就意味著它生活在宿主植物組織表面或內(nèi)部，但又不對它們造成傷害,。他們也發(fā)現(xiàn)幾種其他微生物能夠降解固體和液體聚氨基甲酸酯,，但是只有小孢擬盤多毛孢分離菌株在有氧和無氧條件下在塑料上存活。
2011年9月,，描述這一發(fā)現(xiàn)的論文發(fā)表在Applied and Environmental Microbiology期刊上,。論文作者們提示著類似小孢擬盤多毛孢之類的內(nèi)生性真菌可能被用來在自然條件下降解諸如聚氨基甲酸酯之類的廢棄產(chǎn)品，這一過程也稱作生物修復(fù)(bioremediation),。(生物谷：towersimper編譯)
doi:10.1128/AEM.00521-11
PMC:
PMID:
Biodegradation of Polyester Polyurethane by Endophytic Fungi
Jonathan R. Russell, Jeffrey Huang, Pria Anand, Kaury Kucera, Amanda G. Sandoval, Kathleen W. Dantzler, DaShawn Hickman, Justin Jee, Farrah M. Kimovec, David Koppstein, Daniel H. Marks, Paul A. Mittermiller, Salvador Joel Núñez, Marina Santiago, Maria A. Townes, Michael Vishnevetsky, Neely E. Williams, Mario Percy Núñez Vargas, Lori-Ann Boulanger, Carol Bascom-Slack and Scott A. Strobel
Bioremediation is an important approach to waste reduction that relies on biological processes to break down a variety of pollutants. This is made possible by the vast metabolic diversity of the microbial world. To explore this diversity for the breakdown of plastic, we screened several dozen endophytic fungi for their ability to degrade the synthetic polymer polyester polyurethane (PUR). Several organisms demonstrated the ability to efficiently degrade PUR in both solid and liquid suspensions. Particularly robust activity was observed among several isolates in the genus Pestalotiopsis, although it was not a universal feature of this genus. Two Pestalotiopsis microspora isolates were uniquely able to grow on PUR as the sole carbon source under both aerobic and anaerobic conditions. Molecular characterization of this activity suggests that a serine hydrolase is responsible for degradation of PUR. The broad distribution of activity observed and the unprecedented case of anaerobic growth using PUR as the sole carbon source suggest that endophytes are a promising source of biodiversity from which to screen for metabolic properties useful for bioremediation.
