西亚试剂:美利用经遗传改造的细菌将生物质能(Biomass energy)直接转化为乙醇

发布时间：2025-07-14

美国佐治亚大学的一项研究发现，他们对能降解木质纤维素的细菌嗜热木聚糖酶进行遗传改造后，其直接将以柳枝稷为原料的生物质能(Biomass energy)转化成了乙醇燃料，发表在最新一期《美国国家科学院院刊》上的该研究未来有望实现工业化生产，生产出物美价廉的燃料。
在利用柳枝稷和巴茅根等非食物农作物生物质能(Biomass energy)制造具有成本效益的生物燃料(biofuel)的过程中，面临的一个主要“拦路虎”是利用微生物发酵制造乙醇之前，要对植物进行预处理—将植物的细胞壁(cell wall)破解，研究人员们一直没有找到很好的办法，因此，也拖慢了研究人员们用生物质能(Biomass energy)生产生物燃料(biofuel)的步伐。
现在，佐治亚大学富兰克林文理学院遗传学系教授珍妮特·威斯特菲尔玲和该校生物能源科学中心（由美国能源部资助）的研究人员，历时两年半的研究，对细菌嗜热木聚糖酶进行了遗传改造，经过改造后的菌株成功地承担了拆解植物生物质能(Biomass energy)细胞壁(cell wall)的任务，摒弃了预处理过程。
威斯特菲尔玲及其同事删除了嗜热木聚糖酶的一个乳酸脱氢酶基因，引入了制造乙醇的热纤梭菌的一个乙醛/乙醇脱氢酶基因，经过遗传改造的嗜热木聚糖酶因此拥有了把糖发酵成乙醇的能力。研究结果表明，这种经过改造的嗜热木聚糖酶菌株把柳枝稷生物质能(Biomass energy)转化成了它的总发酵终产物的70%，相比之下野生型菌株的产量为0。
威斯特菲尔玲说：“现在，不需要任何预处理过程，我们拿过柳枝稷，将其磨成粉末，添加低成本的、极少量的盐培养基，在另一端就能得到乙醇，最新研究朝着一种经济上可行的工业过程迈出了第一步。”
威斯特菲尔玲表示，自然界的很多微生物都被证明拥有非常强大的化学和生物学能力，但面临的最大挑战是研发出好的遗传系统来使用这些微生物，系统生物学使我们可以对生物体进行操控，让它们完成此前根本无法做到的事情，最新研究就是最好的例证。
得到的生物燃料(biofuel)除了有乙醇，还有丁醇和异丁醇（可与乙醇相媲美的交通燃料）以及其他燃料和化学物质。威斯特菲尔玲说：“最新研究是一个开始，证明我们可以对生物体进行操控，生产出真正可持续的产品。”

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