【教育要聞】研改造「吃塑細菌」 優才書院iGEM奪金

 (星島日報報道)塑膠需數百年才能分解,嚴重污染環境,優才(楊殷有娣)書院學生花一年時間,把一種「吃塑膠細菌」蛋白中的氨基酸突變,其分解聚對苯二甲酸乙二酯(PET),可製作飲料瓶的塑膠活性增加一點六倍,能有效於工業中分解相關塑膠廢料,研究榮獲「國際基因工程生物機械競賽」(iGEM)高中組金牌,是首隊獨立參賽及獲得金牌的香港高中團隊,目前正撰寫報告,準備向科學期刊投稿,冀與本地生物科技公司合作作進一步研究。

  現時全球每年製造逾三點八億公噸塑膠,堆積的塑膠廢物形成嚴重污染,破壞生態系統,各國科學家亦致力研究分解塑膠的方法,當中一名日本科學家於一六年時首次發現一種細菌,會釋放出能「吃掉」聚對苯二甲酸乙二酯(PET),這用以製作市售飲料瓶、食用油瓶等塑膠瓶的酶(PETase),惟其需時數日才能完成分解,無法有效應用於工業中。

  優才(楊殷有娣)書院由十一名中三至中五學生組成的科研團隊,同樣關注以生物科學分解塑膠,其中一位隊長、中五生曾鎧洋表示,團隊自去年七月起,開始閱讀PETase的研究文獻,分析其三維結構,並諮詢香港大學及科技大學教授及公眾意見來重塑研究方向,推測可通過突變PETase中特定區域的氨基酸,能增加其活性,加速PET塑膠分解,便決定把細菌基因改造。

  團隊在領導老師、數理系主任及生物科主任余家燕的介紹下,在港大的實驗室進行實驗。曾鎧洋稱,細菌須滿足特定條件方能存活,為了尋找條件,團隊不斷改變細菌培養液的容量、攪拌的時間和速度等,經歷數之不盡的失敗、檢討、翻查文獻,整天泡在實驗室中反覆培養,終於今年暑期成功找到,並通過「DNA顯影實驗」確定該細菌含有改造基因後突變的氨基酸,「失敗固然會有挫折,亦代表餘下的條件有機會成功,不會灰心到不想做。」

  同是中五生、另一隊長梁振鋒解釋,及後他們把細菌加入與PET塑膠擁有相似分子結構的物質中,發現該物質被迅速分解,證明突變氨基酸有效增加PETase的活性,「實驗所見,我們製作的PETase活性較一六年發現的增加一點六倍。」

  團隊於十一月初遠赴美國參加由麻省理工學院創辦的「國際基因工程生物機械競賽」(iGEM),在這個旨於促進大學本科生在合成生物學領域交流,每年吸引逾三百五十隊、來自四十二個國家及地區參加的比賽中,榮獲高中組金牌,更是首隊獨立參賽及獲得金牌的香港高中團隊。

  余家燕指,研究的成功除了為在工業過程中更有效地分解PET塑膠廢料提供可能性外,更展示學生亦能創建新的概念和理論,應用跨學科知識解決世界問題,她透露,團隊正把研究撰寫成文章,向世界知名的科學期刊投稿,冀與本地生物科技公司合作作進一步研究。