美國德州農(nóng)工大學(xué)的科學(xué)家們?cè)谘芯烤G色微藻——布朗葡萄藻過程中發(fā)現(xiàn)了一種能夠產(chǎn)生碳?xì)浠衔锏拿?，利用這種酶可實(shí)現(xiàn)從植物中提取燃料。該研究發(fā)表在最新一期的《自然—通訊》雜志上。
布朗葡萄藻可產(chǎn)生大量的液態(tài)碳?xì)浠衔?，用于生產(chǎn)汽油、煤油和柴油。目前在地下儲(chǔ)藏的石油大多也是由這些海藻產(chǎn)生的。
葡萄藻在世界分布十分廣泛，無論海洋、池塘、湖泊，還是高山、沙漠，均可以發(fā)現(xiàn)它們的蹤影，但其最大問題是生長極為緩慢。在自然狀態(tài)下，無法依靠其獲取具有經(jīng)濟(jì)意義的生物質(zhì)能燃料。一個(gè)葡萄藻細(xì)胞變成兩個(gè)細(xì)胞大約需要一個(gè)星期，而生長較快的藻類6個(gè)小時(shí)就可以翻番。研究人員試圖利用基因技術(shù)改造葡萄藻，使其可像其他藻類一樣能夠快速生長，或像陸地植物一樣可以大量種植，這樣才可以利用其生產(chǎn)燃料。
研究人員首先對(duì)哪些基因能夠生產(chǎn)燃料進(jìn)行了研究，并發(fā)現(xiàn)由LOS基因編碼的合成酶，能夠啟動(dòng)油料的生產(chǎn)。他們確定布朗葡萄藻的LOS酶可以生產(chǎn)數(shù)種不同的碳?xì)浠衔?。該酶可以利用三種不同的分子作為基質(zhì), 并且可以將這些分子組合在一起。如將兩個(gè)20碳基質(zhì)合成出40碳分子；將兩個(gè)15碳基質(zhì)分子合成出30碳的分子；15碳基質(zhì)分子與20碳基質(zhì)分子合成35碳的分子。LOS酶的這一特性十分重要，因?yàn)榇蠖鄶?shù)與LOS酶相類似的酶只能利用15碳基質(zhì)分子。而對(duì)于燃料來說，碳數(shù)越高越好。
研究人員確定了幾乎所有與碳?xì)浠衔锷a(chǎn)相關(guān)的活性基因序列，經(jīng)過生物信息學(xué)分析后，精確找到了一個(gè)啟動(dòng)碳?xì)浠衔锷锖铣傻幕?。但了解這些基因后，他們還須找到合適的宿主，來優(yōu)化這些基因表達(dá)，以便利用其來產(chǎn)生更多油料，而這還需要大量的基礎(chǔ)研究。通過對(duì)基因組進(jìn)行挖掘，并對(duì)相關(guān)的酶進(jìn)行研究，可廣泛將之應(yīng)用于醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、化工或生物燃料的生產(chǎn)。