塑料污染是當(dāng)今世界面臨的重要環(huán)境問題之一，塑料污染不僅會破壞生物多樣性、加劇氣候變化，更危及人類和地球的健康。微生物降解塑料是理想、環(huán)保的方法，也是近年來的研究重點(diǎn)。目前已發(fā)現(xiàn)眾多環(huán)境和宏基因組分析來源的塑料解聚微生物和酶，后續(xù)也利用理性和半理性設(shè)計(jì)改造以滿足其在活性和熱穩(wěn)定性等方面需求。但目前降解塑料的微生物和酶種類少、降解效率低，因此亟需進(jìn)行塑料降解酶的挖掘、改良及應(yīng)用開發(fā)。

中國科學(xué)院微生物研究所杜文斌課題組長期致力于推動微流控創(chuàng)新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，并將微流控技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境不可培養(yǎng)和微生物資源獲取、潛在產(chǎn)酶和產(chǎn)活性代謝物功能菌株篩選和評價、復(fù)雜微生物群落生態(tài)功能和進(jìn)化研究，以及病原微生物的檢測和臨床診斷等。近日，該團(tuán)隊(duì)報道了基于微流控超高通量熒光激活液滴分選平臺（Fluorescence-Activated Droplet Sorting，F(xiàn)ADS）的塑料解聚微生物單細(xì)胞篩選工作。該工作優(yōu)化了高通量篩選平臺性能以及與環(huán)境樣品篩選的兼容性，篩選通量達(dá)1000液滴/秒，分選準(zhǔn)確率達(dá)到99.95%以上。較傳統(tǒng)篩選手段而言，F(xiàn)ADS提供了海量微生物和酶突變體單細(xì)胞精準(zhǔn)篩選的新平臺。FADS篩選過程包括三個步驟：單細(xì)胞的液滴包裹和孵育、PET模擬底物熒光素二苯甲酸酯（FDBz）的皮升液滴注射，以及反應(yīng)后單細(xì)胞液滴的超高通量篩選。基于上述FADS分選流程，團(tuán)隊(duì)成功地從來自PET紡織廠的廢水真實(shí)樣本中獲得了10多株P(guān)ET解聚微生物類群菌株，并從高活性菌株中成功獲得了兩個可利用工程菌株異源表達(dá)的潛在PET降解新酶，初步驗(yàn)證了菌株和新酶的降解活性。后續(xù)團(tuán)隊(duì)將致力把FADS篩選技術(shù)推廣到其他塑料（如PE、PP、PS、PU等）降解菌和新酶的高通量挖掘和改造中，為塑料綠色生物降解和循環(huán)利用提供更多新型微生物資源。