全球塑料污染亟待破解，微生物降解技術迎來新突破！NUS團隊研發LySE平台，相關成果於2026年5月1日發表在《Nature Microbiology》，為污染治理提供全新方案。
針對全球塑料污染問題持續加劇這一痛點，新加坡國立大學的研究團隊成功研發出名為「裂解選擇與進化」（LySE）的全新技術平台，為微生物基因簇的高效改造提供了可行路徑。
來源：Nature Microbio
相關研究成果已於2026年5月1日發表在國際頂級期刊《Nature Microbio》上，該研究由NUS生物化學系及楊潞齡醫學院合成生物學臨床與技術創新項目的Julius Fredens助理教授領銜開展。
LySE平台核心設計
在微生物定向進化技術領域，傳統研究一直面臨兩難選擇，要麼採用速度緩慢但高度可控的進化方法，要麼選擇速度極快卻無法精準把控的連續進化方法，二者難以兼顧。
而LySE平台的核心研發目標，就是打造出兼具快速進化能力與精準調控能力的新型系統，實現長片段生物通路的高效優化，同時有效規避意外基因錯誤的產生。
LySE平台的一大核心創新是藉助改造後的T7噬菌體徹底繞開了傳統技術難以解決的問題，T7噬菌體本身複製速度極快，能在短時間內裂解細菌細胞。
LySE 通過裂解和轉導的循環來進化基因簇。
來源：Nature Microbio
研究人員對其進行重編程改造後，使其在產生新病毒顆粒時，能同步包裝攜帶目標基因簇的噬粒，為基因簇的批量突變奠定基礎。
平台的另一大核心創新，在於使用了經過特殊改造的易錯DNA複製酶，也就是T7 DNA聚合酶。
超誘變性T7 DNA聚合酶變體的工程化構建與表征。
來源：Nature Microbio
與精準複製DNA的正常聚合酶不同，這種改造後的聚合酶具備「故意馬虎」的特性，其複製錯誤率比細菌自身DNA複製系統高出約16萬倍，能快速產生大量基因突變，為優質基因變體的篩選提供充足樣本。
而這種高錯誤率也恰好實現了系統的可控性，因為聚合酶在突變目標基因的同時，也會干擾病毒自身DNA，導致噬菌體活性減弱，無法失控傳播。
通過調節感染複數實現噬粒的連續裂解循環。
來源：Nature Microbio
研究人員只需調整噬菌體與細菌的比例，就能自由切換突變階段與選擇階段，實現對整個進化過程的精準把控。
技術突破與未來應用前景
相較於現有基於噬菌體的進化技術，LySE平台實現了跨越式升級，其可優化的DNA片段長度可達約4萬個DNA字母，是傳統技術極限的五倍，徹底打破了長片段基因簇難以快速進化的技術壁壘。
同時，該技術操作門檻極低，僅需藉助標準實驗室設備，即便沒有專業噬菌體生物學研究背景的實驗室，也能順利運用該技術開展研究，目前這項LySE技術已經成功申請專利。
從應用場景來看，LySE平台的價值遠不止於塑料降解領域，它為合成生物學的多元化發展打開了全新大門：
在環境治理方面，可進一步優化微生物降解通路，助力土壤、水體中各類環境污染物的高效分解；
在生物醫藥領域，能夠加速藥物生物合成通路的優化進程，提升藥物生產效率與品質；
在碳捕獲與低碳環保領域，更是可以助力人工合成代謝途徑的優化。
展望未來，研究團隊將聚焦完全人工合成的全新生物系統，持續深挖LySE平台的應用潛力，著力優化AI設計的新型酶與代謝途徑。
該技術讓更多原本僅存在於計算層面的生物功能，在活細胞中實現高效運轉，推動工程化全新生物學領域的快速發展，為應對全球環境危機、推動生物製造產業升級提供強有力的技術支撐。
