名古屋大学研究人员在《材料化学A》杂志发表研究称，经“诱饵分子”处理的本土土壤细菌可在无需基因改造的情况下，降解原本难以被其利用的外源化合物，包括戴奥辛等持久性污染物。研究主要作者、名古屋大学庄司修教授表示，这一方法能够在保持细菌原始状态的同时，使其获得自然条件下并不具备的反应能力。

芳香族化合物如戴奥辛和苯是常见土壤污染物。研究指出，这类物质化学稳定性高，难以通过常规微生物或化学手段降解，容易在土壤中累积并带来毒性风险。此前提升微生物降解能力的路径多依赖基因工程，但基因工程微生物在自然环境中的应用受到严格生态法规限制。

在本研究中，庄司修与名古屋大学理学院博士生伊藤文也、唐泽正之聚焦于细胞色素P450的应用。细胞色素P450是一类广泛存在于生物体内、参与物质降解与转化的酶系。研究团队以源自土壤细菌大杆菌（Priestia megaterium）的细胞色素P450BM3为例说明，该酶天然可对脂肪酸进行羟基化，但通常不与戴奥辛等芳香族污染物结合，其底物选择性与“锁钥”式结合机制有关。

不同于通过引入突变来改变酶结合位点的基因工程思路，研究团队采用模拟脂肪酸的“诱饵分子”来诱导反应发生。研究人员解释称，诱饵分子可像脂肪酸一样与酶结合，但由于链长较短，难以进入活性位点，从而在酶内形成受限反应空间，使污染物分子得以进入并被羟基化。由于诱饵分子本身不被羟基化，可持续促进酶促反应。

在评估环节，研究人员使用包含76种诱饵分子的组合，对10株携带细胞色素P450BM3或其近缘酶的细菌菌株进行生化反应测试。结果显示，苯的羟基化仅在特定菌株与特定诱饵分子组合下出现。参与测试的菌株包括含有细胞色素P450BM3的大杆菌，以及携带近缘酶的枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）等常见土壤细菌。基因敲除实验进一步确认了细菌体内细胞色素P450在相关反应中的作用。

除苯外，这些细菌在诱饵分子存在时还可羟基化甲苯、二甲苯和萘等芳香族化合物。研究还报告称，在诱饵分子条件下，枯草芽孢杆菌在45摄氏度下两小时内可完全降解戴奥辛模型化合物。计算机模拟结果显示，枯草芽孢杆菌中的细胞色素P450具备同时容纳诱饵分子与体积更大的戴奥辛分子的结合能力。

研究团队认为，诱饵分子诱导的羟基化可提高污染物溶解度，从而促进后续降解过程，有望支持更快、更高效的微生物降解并加速土壤污染物清除。通过系统筛选不同土壤细菌与多种诱饵分子组合，研究人员识别出多组高活性搭配；多种细菌对诱饵分子均表现出响应，显示该策略并非局限于单一生物体。庄司修表示，这项工作提出了一种通用的化学策略，可激发环境中普遍存在微生物的潜在催化能力，并为符合监管要求、可规模化的生物修复技术提供新思路。