工程化产钠弧菌菌株可促进恶劣环境中复杂污染物的生物修复

中国合成生物学研究中心的多机构合作开发了一种基因工程钠弧菌菌株，能够生物修复含盐废水和土壤中的复杂有机污染物，包括联苯、苯酚、萘、二苯并呋喃和甲苯。

复杂的有机污染物在炼油和氯碱加工产生的工业废水中普遍存在。由于其化学稳定性和抗自然降解性，这些化合物在海洋和盐水环境中持续存在，对生态风险和公共健康构成潜在威胁。

微生物生物修复方法通常使用野生型细菌菌株的群落，但这些生物降解复杂污染物混合物的能力有限。盐度水平升高会进一步抑制细菌活性，降低工业和海洋废水的生物修复效率。开发能够降解污染物同时耐受盐水条件的细菌菌株仍然是一个关键挑战。

在《自然》杂志发表的“工程化弧菌产钠剂对复杂有机污染物的生物修复”研究中，研究人员采用合成生物学技术改造弧菌产钠素，以降解含盐废水和土壤中的多种有机污染物。

在酵母中化学合成并组装了针对联苯、苯酚、萘、二苯并呋喃和甲苯的合成降解基因簇。随后，基因簇被整合到弧菌产钠菌Vmax基因组中，并通过PCR分析和测序进行验证，以确认遗传稳定性和正确的方向。

在模拟含盐废水中进行的静息细胞分析中，工程弧菌钠素VCOD-15显著降低了污染物浓度。在48小时的处理期内，联苯水平从189.3μM降至0μM，苯酚从203.1μM降至59.6μM，萘从185.8μM降至52.5μM，二苯并呋喃从40.6μM降至4.3μM，甲苯从201.7μM降至20.3μM。

质谱检测到预期的降解中间体，包括邻苯二酚、水杨酸、苯甲酸和苯甲醇。基因表达分析证实了所有插入的基因簇的一致转录，测序数据表明没有脱靶修饰。

工程菌株VCOD-15为减轻工业废水中的有毒污染物提供了一种潜在的工具，对保护海洋生态系统和公众健康具有更广泛的意义。

研究作者强调了该技术的潜力，并表示：“我们的工程化产钠弧菌菌株为在具有挑战性的盐水环境中生物修复复杂的有机污染物提供了一个强大的平台。”