基因改造细菌将废气转为化工原料

美国西北大学和郎泽科技公司研究人员在最新一期《自然生物技术》发表论文称,他们在一项新的试点研究中,将一种梭菌进行遗传工程改造,用于合成此前它们无法产生的化合物,这种选择、设计和优化细菌菌株的过程,成功地证明了其将CO2转化为丙酮和异丙醇的能力。这种新的气体发酵过程不仅可从大气中去除温室气体,还可避免使用化石燃料,而化石燃料通常是生成丙酮和异丙醇所必需的。在进行生命周期分析后,研究团队发现,如果广泛采用,与传统工艺相比,该负碳平台可减少160%的温室气体排放。

西北大学工程学院化学和生物工程教授兼合成生物学中心主任迈克尔杰维特表示,气候危机加速,加上人口快速增长,对人类构成了一些最紧迫的挑战,所有这些都与整个生物圈中CO2的不断释放和积累有关。

丙酮是许多塑料和合成纤维、稀释聚酯树脂、清洁工具和指甲油去除剂的溶剂;异丙醇广泛用作消毒剂和防腐剂,是世界卫生组织推荐的两种消毒剂配方之一的基础,可高效杀死新冠病毒,这两种化合物的全球市场超过100亿美元。虽然非常有用,但它们是由化石资源产生的,会导致引起气候变暖的CO2排放。

为了更可持续地制造这些化学品,研究人员开发了一种新的气体发酵工艺。他们从自产乙醇梭菌开始,然后使用合成生物学工具对细菌进行重新编程,以发酵CO2来制造丙酮和异丙醇。

杰维特称,这些创新由无细胞策略引领,设计和路径优化将生产时间缩短了一年多。研究团队相信,其开发的菌株和发酵过程可转化为工业规模,还可用于简化其他有价值化学品的生产流程。

郎泽公司首席执行官杰尼弗霍姆格伦说,这一发现是在避免气候灾难方面向前迈出的重要一步。当今的大部分商用化学品都完全来自石油、天然气或煤炭等化石资源,丙酮和异丙醇就是两个例子。新开发的丙酮和异丙醇路径将通过关闭碳循环来加速其他新产品的开发,该方法可替代现有利用石油或天然气生产的流程,提供了一种负碳排手段。

各位看官们有没有发现,“绿色、低碳”这类字眼,在我们身边的“存在感”越来越高?飞奔在路上的新能源汽车早已不新鲜;节能改造成为很多工厂企业的重要议程;刚刚闭幕的北京冬奥会,就连冰场设计制造都尽量减少温室气体排放。别忘了,这一切的实现,都始于科学研究提供的越来越多的“绿色”技术方案。正是它们,让我们的生活、生产有了更加“绿色”的选择。记者张梦然

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