转基因生物可以将二氧化碳或废物转化为与汽油相容的运输燃料
一种名为Ralstoniaeutropha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的新技巧:他们用它的基因来修饰它来制造燃料-特别是一种叫做异丁醇的酒精,它可以直接替代汽油或与汽油混合。
麻省理工学院生物系的研究科学家克里斯托弗·布里格姆(ChristopherBrigham)一直在努力开发这种生物工程细菌,目前正试图让生物体利用二氧化碳作为碳源,这样它就可以用来制造燃料。排放量。Brigham是本月发表在“应用微生物学和生物技术”杂志上的一篇关于这项研究的论文的合着者。
Brigham解释说,在其自然状态下,当微生物必需营养素(如硝酸盐或磷酸盐)的来源受到限制时,“它将进入碳储存模式”,当它感觉资源有限时,基本上储存食物供以后使用。
“它的作用是采取任何可用的碳,并以聚合物的形式存储,其性质与许多石油基塑料相似,”Brigham说。通过敲除一些基因,从另一个生物中插入一个基因,并修补其他基因的表达,Brigham和他的同事们能够将微生物重新定向以制造燃料而不是塑料。
而球队的重点是得到微生物使用CO2作为碳源,具有略微不同的变型相同的微生物也可能变成碳的几乎任何来源,包括农业废弃物或城市废物,成有用的燃料。在实验室中,微生物一直使用果糖(糖)作为碳源。
在这一点上,麻省理工学院的团队-其中包括化学研究生JingnanLu,生物学博士后ClaudiaGai,由生物学教授AnthonySinskey领导-已经证明在修改微生物基因方面取得了成功,因此它将碳转化为异丁醇。一个持续的过程。
“我们已经证明,在连续培养中,我们可以获得大量的异丁醇,”Brigham说。现在,研究人员正致力于寻找优化系统的方法来提高生产率,并设计生物反应器以将工艺扩展到工业水平。
与一些生物工程系统不同,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,自然界中的富马酸自然地将异丁醇排出到周围的液体中,在那里它可以连续过滤而不会停止生产过程,Brigham说。“我们没有必要添加运输系统来将其从细胞中取出,”他说。
许多研究小组正在通过各种途径进行异丁醇生产,包括其他转基因生物;至少有两家公司已经准备好将其作为燃料,燃料添加剂或化学生产原料生产。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中使用。
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