芽孢杆菌 JA-4 降解聚乳酸机制及高效诱导研究：为环境 “减负” 新路径

研究人员探究芽孢杆菌 JA-4 降解聚乳酸（PLA）特性及机制，发现多种诱导剂可促进降解，助力环境治理。

　　聚乳酸（PLA）作为石油基塑料的可生物降解替代品，其在自然环境中的降解速度缓慢，降解机制也尚未完全明晰。在这项研究中，科研人员对芽孢杆菌（Bacillus）sp. JA-4 降解 PLA 的特性展开了深入探究，并通过 RNA 测序（RNA-seq）分析揭示了 PLA 降解过程中的分子机制。扫描电子显微镜（SEM）观察发现，生物膜引发了 PLA 薄膜表面的侵蚀，进而导致薄膜上出现裂缝和孔洞。傅里叶变换红外光谱（FTIR）和液相色谱 - 质谱联用（LC-MS）分析证实，PLA 降解过程中酯键（1260 cm^-1、1127 cm^-1和 1080 cm^-1）发生断裂，同时还鉴定出了降解中间产物，包括乳酸单体以及五种乳酸低聚物。RNA-seq 分析表明，有 360 个与环境适应和能量代谢相关的基因上调，这些基因很可能参与了 PLA 的降解过程。研究还发现，添加明胶、十二烷基硫酸钠（SDS）、酵母粉、蛋白胨和酪蛋白能够显著促进 PLA 的降解，其中明胶的诱导效果最为显著。在明胶浓度为 3% 时，到第 10 天 PLA 的失重率达到 23.1%，蛋白酶活性达到 31.6 U/mL，均高于对照组。该研究为环境中残留 PLA 的降解提供了新的微生物资源和理论基础。