遗传改变的生物体可能潜在地将几乎任何碳源转化为燃料

作者:澹台壳鳄

显微照片显示培养中的一组Ralstonia eutropha细菌在其自然形态中,如此处所见,微生物将其周围的碳转化为一种生物塑料 - 在其膜内被视为浅色点但在麻省理工学院开发的生物工程版本然后产生异丁醇燃料,然后将其从细胞中排出到周围介质中,在那里可以很容易地收集图片由Christopher Brigham提供通过去除一些基因,插入来自另一个生物体的基因并修补其他基因的表达,麻省理工学院科学家已经发现了一种方法来说服一种名为Ralstonia eutrophatsts的土壤细菌来制造燃料而不是塑料。一种名为Ralstonia eutropha的不起眼的土壤细菌,无论何时受到压力,都有一种自然趋势,即停止生长并将其全部能量用于制造复杂的碳化合物现在,麻省理工学院的科学家们已经教会了这种微生物一种新的技巧:他们用它的基因修饰它来说服它制造燃料 - 特别是一种叫做异丁醇的酒精,可以直接替代汽油或与汽油混合使用麻省理工学院生物系的研究科学家克里斯托弗·布里格姆(Christopher Brigham)目前正致力于开发这种生物工程细菌。使用二氧化碳作为其碳源,以便它可以用来排放燃料Brigham是本月发表在“应用微生物学和生物技术”杂志上的一篇论文的合着者.Brigham解释说,微生物的自然状态,当其硝酸盐或磷酸盐等必需营养素的来源受到限制时,“它将进入碳储存模式”,当它感觉到资源有限时,基本上储存食物供以后使用“它的作用是什么碳是可用的,并以聚合物的形式储存,其性质与许多石油基塑料相似,“Brigham说敲开ou Brigham和他的同事能够重新定向微生物来制造燃料而不是塑料,而团队正专注于让微生物使用二氧化碳作为碳,从而很少有基因,从另一个生物中插入基因并修补其他基因的表达。来源,略有不同的修改,相同的微生物也可能将几乎任何碳源,包括农业废物或城市垃圾转化为有用的燃料。在实验室中,微生物一直使用果糖,一种糖作为碳源。此时麻省理工学院的团队 - 其中包括化学研究生Jingnan Lu,生物学博士后Claudia Gai,由生物学教授Anthony Sinskey领导 - 已经证明成功修改了微生物的基因,使其在持续的过程中将碳转化为异丁醇“我们已经表明,在连续培养中,我们可以获得大量的异丁醇,“Brigham说,现在,研究人员专注于优化提高生产率和设计生物反应器以将工艺扩展到工业水平的系统不同于一些生物工程系统,其中微生物在其体内产生所需的化学物质但必须被破坏以回收产物,R eutropha自然地将异丁醇排出到在不停止生产过程的情况下,可以连续过滤掉周围的液体,Brigham说:“我们没有必要添加运输系统将其从细胞中取出,”他说,许多研究小组正在寻求异丁醇生产通过各种途径,包括其他转基因生物;至少有两家公司已经准备将其作为燃料,燃料添加剂或化学品生产原料生产。与一些提议的生物燃料不同,异丁醇可用于目前的发动机,几乎没有改动,并且已经在一些赛车上使用过Mark马萨诸塞大学达特茅斯分校生物学助理教授Silby说:“这种方法比玉米生产乙醇有几个潜在的优势。细菌系统具有可扩展性,理论上允许在工厂生产大量生物燃料环境“他补充说,”这个系统特别有可能从废物或二氧化碳中获取碳,因此不与食品供应竞争“总的来说,他说,”这种方法的潜在影响是巨大的“工作由美国资助 能源部高级研究计划局 - 能源(ARPA-E)资料来源:麻省理工学院新闻办公室David L Chandler图片:....