近日，中心夏庆友教授课题组在环境科学与生态学领域的顶级期刊《Journal of Hazardous Materials》上发表了题为“Novel genetically engineered silk materials for recycling polyethylene terephthalate (PET) plastic waste”的重要研究成果。该研究通过遗传育种技术开发出一种新型蚕丝材料，能够高效、环保地回收PET塑料废弃物，为全球日益严重的PET塑料污染问题提供了创新的解决方案。
PET塑料因其优异的性能被广泛应用于包装、纺织等领域，然而其难以自然降解的特性导致了严重的环境污染问题。传统的PET回收方法存在效率低、成本高、二次污染等问题，亟待开发高效、环保的新型回收技术。近年来，科学家们发现了一种名为FAST-PETase的酶，能够高效地将PET塑料水解，但其大规模生产和应用仍面临挑战。
本研究通过遗传育种技术，实现了FAST-PETase蛋白在蚕丝中高效表达。这种蚕丝材料不仅能够高效降解PET塑料，而且具有独特的生物活性和催化性能。研究团队利用优化后的技术，使得FAST-PETase在蚕丝中的含量达到了53.3 mg/g，且约22%的酶能够从蚕茧中温和提取出来。实验结果表明，这种提取的FAST-PETase能够将PET塑料完全水解为对苯二甲酸（TPA）和乙二醇（EG），且提取过程不会影响蚕丝的纺织性能。
此外，研究团队还发现，FAST-PETase在蚕丝中的糖基化修饰显著提高了其热稳定性。与未经糖基化的酶相比，糖基化的FAST-PETase在高温条件下仍能保持较高的活性，这为PET塑料的高效降解提供了有力保障。在实际应用中，这种蚕丝材料不仅能够高效降解低结晶度的PET塑料，还能降解预处理后的高结晶度PET塑料（如PET饮料瓶）。该研究不仅为PET塑料废弃物的回收提供了一种全新的技术路径，还为蚕丝材料在环境治理领域的应用开辟了新的方向。与传统的PET回收方法相比，这种基于遗传育种蚕丝的回收方法成本更低、效率更高，且具有显著的环境友好性。夏庆友教授表示：“这一成果不仅为PET塑料废弃物的回收提供了一种全新的技术路径，也为新型蚕丝材料在环境治理领域的应用开辟了新的方向。我们希望通过进一步的研究和合作，推动这一技术的产业化应用，为全球环境保护事业贡献力量。”
西南大学前沿交叉学科研究院生物学研究中心博士研究生田弛和副教授王元成为该论文的共同第一作者，夏庆友教授为通讯作者。本研究得到了国家重点研发计划项目（2022YFD1201600）、国家自然科学基金（32030103、32000941）、中央高校基础研究专项资金（SWU120081）和重庆市蚕丝产业发展专项资金项目（20240525193034000）的资助。研究团队对所有支持该研究的机构和个人表示衷心的感谢。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.139446