在一个石油基塑料泛滥的世界里，科学家们正在寻找更可持续、更可生物降解、对环境毒性更小的替代品。

圣路易斯华盛顿大学(Washington University in St. Louis)生物学家的两项新研究强调了一种潜在的改变游戏规则的材料来源:紫色细菌，只要稍加鼓励，它们就能像生物塑料的微观工厂一样发挥作用。

研究生埃里克·康纳斯领导的一项研究发现，两种相对不为人知的紫色细菌能够产生聚羟基烷酸酯(PHAs)，这是一种天然聚合物，可以通过提纯来制造塑料。

另一项由实验室主管Tahina Ranaivoarisoa领导的研究表明，基因工程可以诱使一种研究得很好的紫色细菌急剧增加pha的产量，但这种细菌是出了名的顽固。

Conners和Ranaivoarisoa在Arpita Bose的实验室工作，Arpita Bose是艺术与科学学院的生物学副教授，也是这项新研究的通讯作者。“全球对生物塑料的需求巨大，”Bose说。“它们可以在不向大气中添加二氧化碳的情况下生产，并且是完全可生物降解的。这两项研究表明，采用多种方法寻找生产这种有价值材料的新方法非常重要。”

紫色细菌是一种特殊的水生微生物，以其适应性和从简单成分中产生有用化合物的能力而闻名。像绿色植物和其他一些细菌一样，它们可以利用太阳的能量将二氧化碳转化为食物。但它们不是用叶绿素，而是用其他色素来捕捉阳光。

这种细菌自然会产生pha和其他生物塑料的组成部分来储存额外的碳。在适当的条件下，它们可以无限期地生产这些聚合物。

正如华盛顿大学的生物学家本周在《微生物生物技术》杂志上所报道的那样，红微生物属中两种鲜为人知的紫色细菌表现出了非凡的生产聚合物的意愿，尤其是在受到少量电力和氮滋养的情况下。康纳斯说:“我们有必要研究一下以前没有研究过的细菌。”“我们还没有意识到他们的潜力。”

rhodommicrobium细菌具有不同寻常的特性，使它们成为天然生物塑料工厂的有趣竞争者。“这是一种独特的细菌，看起来与其他紫色细菌非常不同，”康纳斯说。当一些物种作为单个细胞漂浮在培养物周围时，这个特殊的属形成了相互连接的网络，似乎特别适合产生PHA。

其他类型的细菌也可以在一些帮助下产生生物塑料聚合物。据《应用与环境微生物学》杂志报道，华盛顿大学的研究人员利用基因工程技术，从古红假单胞菌TIE-1中诱导出了令人印象深刻的pha水平，这种物种通常不愿产生这种聚合物。Ranaivoarisoa说:“TIE-1是一个很值得研究的生物，但从历史上看，它并不是产生PHA的最佳生物。”

几种基因调整有助于提高PHA的产量，但其中一种方法特别成功。当研究人员插入一个增加天然酶RuBisCO的基因时，他们看到了令人印象深刻的结果，RuBisCO是一种催化剂，可以帮助植物和细菌从空气和水中捕获碳。在这种充满能量的酶的帮助下，通常行动迟缓的细菌变成了相对强大的PHA。研究人员乐观地认为，类似的方法可能适用于其他细菌，这些细菌可能会产生更高水平的生物塑料。

在不久的将来，Bose计划仔细研究她实验室生产的聚合物的质量和可能的用途。“我们希望这些生物塑料能在未来产生真正的解决方案。”