研改造「吃塑細菌」 優才書院iGEM奪金

• 02 Dec 2019

　　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。