［本站讯］近日，环境科学与工程学院闫震教授团队在强效温室气体甲烷的高值转化领域取得新进展，相关研究以“Synergistic Integration of Engineered Methanogenic Archaea and Biochar for Methane Upcycling to Biodegradable Plastics: A Circular Economy Approach”为题发表于环境生态领域Nature Index期刊Environmental Science & Technology(2025)。环境学院2023级硕士研究生李绅洲为论文第一作者，闫震教授为论文通讯作者，环境科学与工程学院、微生物改造技术全国重点实验室为论文共同通讯单位。

作为地球环境中最主要的甲烷消除途径，厌氧甲烷氧化（AOM）凭借卓越的碳素与能量利用效率，在甲烷生物催化转化领域展现出广阔前景。然而，该技术的发展长期受制于两大瓶颈：一是天然AOM甲烷氧化古菌难以实现纯培养，二是其遗传操作体系尚不完善。为突破上述限制，本研究选取具备遗传可操作性、并能通过逆向产甲烷途径进行AOM的产甲烷古菌——Methanosarcina acetivorans作为代谢工程底盘，构建了以甲烷为原料合成聚羟基丁酸酯（PHB）的生物制造平台。通过引入异源合成途径，成功建立了整合外源PHB合成模块的人工甲烷氧化系统。此外，创新性地开发了以秸秆基生物炭为电子受体的胞外电子传递体系。研究表明，经芬顿法修饰的生物炭因其显著提升的电子接受能力，可更有效地促进AOM过程。在以甲烷为唯一碳源的培养条件下，经优化的工程菌-芬顿生物炭耦合系统最终实现了约0.20 g/L的PHB产量。利用¹³C标记甲烷进行的同位素示踪实验明确证实，PHB分子中成功整合了来源于甲烷的碳元素。本研究提出的循环经济策略，为温室气体资源化利用和可持续生物制造建立了创新范式，该技术平台还有望进一步拓展至其他甲烷基高附加值生物产品的合成领域。

本研究得到了山东大学生命科学领域联合项目与山东大学“微生物+”等项目的资助。