一种光合细菌在捕获全氟和多氟烷基物质（PFAS）方面展现出巨大潜力，为微生物清除“永久性化学物质”带来了新希望。

内布拉斯加大学林肯分校工程学院的科研人员正另辟蹊径，致力于攻克有毒的“永久性化学物质”难题。

在拉吉布·萨哈（Rajib Saha）和尼鲁帕姆·艾奇（Nirupam Aich）的实验室里，科学家们发现，一种广泛存在的光合细菌——沼泽红假单胞菌（Rhodopseudomonas palustris），能够与全氟辛酸（PFOA，一种最具持久性的全氟和多氟烷基物质化合物）发生相互作用。他们的研究发表于《环境科学：进展》期刊，揭示了该细菌会将全氟辛酸吸收至细胞膜中，且这种相互作用会随时间发生变化。

这一发现为自然生成的微生物最终如何被用于分解全氟和多氟烷基物质（PFAS）提供了关键洞见，为实现更洁净的水源和更健康的环境开辟了一条充满希望的途径。

实验发现与早期局限

在受控实验中，研究人员发现，沼泽红假单胞菌（R. palustris）能在20天内从周围介质中去除约44%的全氟辛酸（PFOA）。然而，该化学物质随后有相当一部分被释放出来，这很可能是细胞裂解所致，此现象既凸显了利用活体微生物捕获或转化全氟和多氟烷基物质（PFAS）的潜在可能性，也揭示了当前存在的局限性。

萨哈（Richard L. and Carol S. McNeel 副教授）表示：“尽管沼泽红假单胞菌并未完全降解该化学物质，但我们的研究结果表明，存在一种逐步降解的机制，即该细菌可能首先将全氟辛酸（PFOA）截留在其细胞膜中。”“这为我们探索未来基因或系统生物学干预手段奠定了基础，这些手段有望提高其截留能力，甚至实现生物转化。”

跨实验室合作与跨学科洞见

艾奇实验室（Aich Lab）在全氟和多氟烷基物质（PFAS）检测方面贡献了专业知识，得以对全氟辛酸（PFOA）的浓度及其随时间的变化行为进行精确的化学分析。与此同时，萨哈（Saha）的团队开展了实验，助力解读生物体对不同浓度PFAS产生的反应。

“要应对复杂的环境挑战，这种合作方式正是我们所需要的，”理查德·L·麦克尼尔副教授艾奇说道，“通过将微生物学、化学工程和环境分析科学相结合，我们能够更全面地了解如何运用生物工具来解决全氟和多氟烷基物质（PFAS）污染问题。”

全氟和多氟烷基物质（PFAS）因在水和土壤中持久留存，其污染问题已引发全球关注。当前的处理方法成本高昂且能耗巨大。利用微生物系统提供了一种潜在影响更低、可扩展的解决方案，不过仍有许多工作有待完成。

这项研究为实现这一目标迈出了颇具前景的一步，研究团队已在着手开展后续研究，探索运用微生物工程与合成生物学技术来提升降解潜力。

参考信息：马克·卡索尔（Mark Kathol）、安妮卡·阿兹梅（Anika Azme）、苏迈亚·赛富尔（Sumaiya Saifur）、尼鲁帕姆·艾奇（Nirupam Aich）及拉吉布·萨哈（Rajib Saha）所著论文《沼泽红假单胞菌（一种光合微生物）对全氟辛酸的毒理学效应的独特适应性》，发表于2025年7月1日《环境科学：进展》（Environmental Science: Advances）。 DOI：10.1039/D5VA00106D

由莱曼奖和内布拉斯加州合作倡议拨款资助（该拨款授予艾奇和萨哈）