由 Roman Stocker 教授和 Estelle Clerc 教授领导的 ETH 研究人员使用一种新型微流控表明，细菌不仅能识别小的食物分子，还能游向大型、复杂的聚合物。一家初创公司现在正在利用这些发现并应用该技术来寻找环境中可以分解污染物的微生物。

一段时间以来，科学家们已经知道，由于细菌表面有非常细的纤毛，细菌可以在水溶液中移动。然而，到目前为止，专家们一直认为微生物对复杂的聚合物视而不见。而且它们只将自己定位于高度扩散的物质，例如很容易代谢或吃掉的单糖。

传统智慧被驳斥

但现在，苏黎世联邦理工学院土木、环境和地理信息工程系 (D-BAUG) 罗曼·斯托克 (Roman Stocker) 研究小组的发现推翻了传统观点。研究人员使用与悉尼科技大学合作者共同开发的微流控，该由信用卡大小的塑料板组成，内部有小室，研究人员在挪威劳恩峡湾的实地工作中表明，细菌群落遵循昆布多糖和其他物质的浓度梯度。复合多糖。

海带多糖存在于多种微小褐藻和其他海洋浮游植物中。海带多糖含有高达海洋中通过光合作用结合的碳的四分之一。“因此，昆布多糖是海洋细菌最重要的食物来源之一，”斯托克研究小组的博士后研究员、最近发表在《自然通讯》上的这项研究的第一作者埃斯特尔·克莱克说。

发达的感觉中枢

全球碳通量模型尚未考虑海洋微生物可以主动游向复杂分子以将其分解的事实。克莱尔说，因此，他们的新结果可能会在未来气候情景的计算中发挥作用。但除此之外，微生物拥有比之前假设的更发达的感觉器官的证据给了克莱克下一个想法。“也许细菌还可以识别其他复杂且难以降解的物质。”

为了验证这一理论，研究人员只需在仪器上配备此类物质，然后将其释放到不同地点的水中(例如苏黎世湖或废水处理厂的水池中)。她最初的、尚未发表的初步结果表明，环境中确实存在被微塑料或农药残留物吸引的细菌群落。

环境修复领域解决方案

“我们的仪器就像细菌陷阱一样工作，”克莱尔说。“优点是我们可以用它来分离具有特定代谢能力的细菌群落，”克莱尔说。其中一些细菌群落似乎能够利用这些令人讨厌的化学物质。“在我们最初的可行性测试中，一些细菌的生物量增加了 20,000 倍，尽管污染物是它们唯一的食物来源，”克莱尔克说。

两年前，Clerc 成立了一家衍生公司 CellX Biosolutions，利用细菌陷阱专门寻找可用于环境修复的微生物。除了农药和微塑料之外，该公司还专注于药品和臭名昭著的 PFAS，这些物质因其稳定性而常被称为“永恒的化学品”。

该初创公司的最终目标是将这些细菌降解剂商业化，作为可在各个行业使用的产品，作为当前不可持续且昂贵的有毒化学处置方法(例如焚烧)的替代方法。

CellX 最近在产品开发方面达到了一个重要的里程碑。Clerc 目前正在计划与两个主要工业合作伙伴进行试点试验，根据这些合作者的具体治疗需求进行定制。下一步，Clerc 打算进入工业应用领域。

Clerc 还与 D-BAUG 技术团队合作，为深海使用的微流控开发了耐压外壳。目前正在申请专利。“有了这个外壳，我们就可以进入极端环境，例如 4,000 米深处永远黑暗的海洋，”克莱尔克说。“这使我们能够接触到大量具有代谢能力的细菌，而这些细菌的代谢能力在很大程度上尚未被探索。”