真邁生物用戶俄羅斯科學(xué)院烏法聯邦研究中心在國際期刊——toxics上發表題為(wèi)“Biodegradation Potential of C7-C10 Perfluorocarboxylic Acids and Data from the Genome of a New Strain of Pseudomonas mosselii 5(3)”的(de)研究成果。研究者從殺蟲劑（含氟化物）污染的(de)土壤中分離(lí)到一(yī)株假單胞菌Pseudomonas mosselii 5(3)，并發現其對C7-C10的(de)全氟羧酸perfluorocarboxylic acids (PFCAs)具有降解潛能，随後通過GenoLab M測序儀完成了該菌株的(de)基因組測序，發現其基因組全長(cháng)為(wèi)5.6 Mb，含有5134個基因，其中有4個基因編碼的(de)酶，參與氟化物的(de)降解。此外，唯一(yī)碳源（各種C7-C10的(de)全氟羧酸）培養實驗和(hé)LC-MS分析也驗證了該假單胞菌降解全氟羧酸的(de)潛能。

全氟羧酸的(de)主要代表是全氟辛酸和(hé)全氟辛烷磺酸，它們穩定性高(gāo)，廣泛用于殺蟲劑生産、織物保護劑、食品外包裝、電鍍及滅火器的(de)泡沫成分。這類化合物在生物體內(nèi)易累積，難降解，不僅會毒害野生動物，對人體也有毒副作用，如(rú)：誘發各種腫瘤，引起免疫系統和(hé)肝髒紊亂，影響胎兒發育及生殖功能。随着人類的(de)大量使用，在水體與土壤等環境中，全氟羧酸被廣泛檢出。因此，開發有效的(de)技術來分解全氟羧酸類化合物已迫在眉睫。

當前，分解全氟羧酸類化合物的(de)常規手段，包括化學(xué)處理(lǐ)、高(gāo)溫焚燒和(hé)超聲波技術。然而，這些方法既昂貴又低(dī)效，無法取得令人滿意的(de)結果。因此，生物降解技術，尤其是基于微生物的(de)全氟羧酸化合物降解技術就提上了日程，而目前許多研究發現，假單胞菌具有降解有機氟化合物的(de)能力。

01 菌株的(de)種屬鑒定與基因組功能注釋

基于生理(lǐ)與生化實驗的(de)一(yī)系列結果及16S rRNA的(de)分析，菌株被歸屬到假單胞菌Pseudomonas。選取屬內(nèi)代表菌株，基于全基因組分析結果，被分類到Pseudomonas mosselii （圖1A）。對P.mosselii 5(3)二代測序，組裝得到的(de)基因組全長(cháng)5,676,241 bp，GC含量64.38%。菌株P.mosselii 5(3)含有5134個基因，其中56.8%的(de)基因功能能被KEGG數據庫注釋，尤其是外源物質生物降解與代謝“Xenobiotics biodegradation and metabolism”這個分類中有超過60個功能基因，它們主要參與降解各種芳香族化合物(乙苯、硝基甲苯、二甲苯、苯乙烯、萘、多環芳烴、氨基苯甲酸酯、二惡英等)。此外，在基因組中還發現了可(kě)能參與全氟羧酸脫羧和(hé)脫羰基化的(de)酶的(de)編碼基因，如(rú)參與氟化物脫鹵過程的(de)鹵烷脫鹵酶基因(dhaA)和(hé)鹵乙酸脫鹵酶H-1基因(dehH1)。

02 在C7-C10全氟羧酸生長(cháng)表現

細菌為(wèi)了在全氟羧酸上生長(cháng)，需要将其運輸到細胞中，合成一(yī)種能夠斷裂C-F鍵的(de)高(gāo)效酶，并識别有毒的(de)氟離(lí)子(zǐ)，随後将其從細胞中排出。本研究發現：以上的(de)障礙對于P.mosselii 5(3)都不是問題，因為(wèi)它能夠在以C7-C10 全氟羧酸作為(wèi)唯一(yī)碳源的(de)礦物培養基上良好生長(cháng)，而6-7天後，其生物量達到峰值。

03 解析C7-C10全氟羧酸的(de)降解途經

全氟羧酸的(de)生物降解可(kě)能包括多個步驟：脫羧、羟基化和(hé)脫氟。LC-MS檢測了菌株以全氟羧酸為(wèi)碳源生長(cháng)的(de)培養液的(de)代謝物，采用離(lí)子(zǐ)交換色譜檢測氟離(lí)子(zǐ),并結合基因組中編碼參與脫羧、羟基化和(hé)脫氟反應的(de)酶，繪制出下圖所示的(de)生物降解途徑。