科技日報訊 據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)9月5日報道，美國華盛頓大學(xué)圣路易斯分校的研究人員在微生物世界中，找到了一個具有多面手能力的綠藻種類，其通過光合作用可固定或吸收二氧化碳（CO2），生產(chǎn)出乙醇、氫、正丁醇、異丁醇和潛在的生物柴油，猶如以一頂五的“超級巨星”，既有助于減緩全球變暖，又可維持能源供應(yīng)。該研究結(jié)果發(fā)表在最新一期的學(xué)術(shù)刊物《海洋藥物》上。
能發(fā)揮出這諸多作用的是集胞藻6803，是一種單細(xì)胞藍(lán)藻，能進行放氧型光合作用，具有天然的DNA轉(zhuǎn)化系統(tǒng)。由于它的多功能性和潛在可能性，這個微小的有機體自1968年發(fā)現(xiàn)以來，是被研究最多的一種。它可通過光合作用捕獲和儲存能量，自然而然地將溫室氣體二氧化碳轉(zhuǎn)化成有用的化工產(chǎn)品。此外，經(jīng)基因改良的集胞藻6803也有制造成化學(xué)品和藥品的可能性。
華盛頓大學(xué)圣路易斯分校能源、環(huán)境與化學(xué)工程助理教授張復(fù)東（音譯）主要研究集胞藻6803及其他微生物和系統(tǒng)，在合成生物學(xué)、蛋白質(zhì)工程和代謝工程領(lǐng)域，特別專注于合成控制系統(tǒng)，以使機體達(dá)到其未開發(fā)的實力。他說，生物技術(shù)世界需要克服一些挑戰(zhàn)，使轉(zhuǎn)基因微生物進入應(yīng)用階段，他們的目標(biāo)是改造微生物，將其變成微型工廠生產(chǎn)有用的化學(xué)物質(zhì)。
通過生物合成設(shè)計，經(jīng)基因改良過的細(xì)菌會固定CO2，進一步轉(zhuǎn)化為燃料和其他化學(xué)物質(zhì)。傳統(tǒng)的化工生產(chǎn)需要高壓、高溫及許多化學(xué)溶劑，但微生物的方法非常環(huán)保：一旦經(jīng)基因工程改良的藍(lán)藻開始增長，其所有的需要即是水、堿性鹽和CO2。研究結(jié)果表明：要使生產(chǎn)速度增加，必須開發(fā)新的遺傳工具控制集胞藻屬內(nèi)部的生物化學(xué)以使化學(xué)生產(chǎn)力得到改善，促使這一技術(shù)在經(jīng)濟上可行。
但這一技術(shù)的生產(chǎn)速度還有待改善，現(xiàn)在實驗室的效率很低，小于每升1克。而目前化工生產(chǎn)技術(shù)大約為每公升100克。張復(fù)東說，他們需要設(shè)計有機體的晝夜節(jié)律（白天/晚上），有一天其能日以繼夜地生產(chǎn)生物燃料或化學(xué)品。例如，天然的集胞藻6803能在白天通過光合作用生產(chǎn)和儲存能量，而在夜間時，它可使用一組不同的新陳代謝設(shè)置來消耗存儲的能量。
這項研究包括基因表達(dá)的工具、新的化學(xué)合成途徑和藍(lán)藻晝夜控制工具。張復(fù)東說：“相信在兩三年內(nèi)，我們將有更有力的工具來設(shè)計基因表達(dá)的水平和時間，更加準(zhǔn)確、高效地加速這一進程?！?/p>
出處：林溪的博客
