轉基因藍藻可用于制造化學燃料

　　美國加州大學戴維斯分校的化學家通過基因工程對藍藻進行了改造，使其能生產出丁二醇，這是一種用于制造燃料和塑料的前化學品，也是生產生物化工原料以替代化石燃料的第一步。相關論文發表在1月7日的美國《國家科學院學報》上。

　　論文領導作者、加州大學戴維斯分校化學副教授渥美翔太(音譯)說：“大部分化學原材料都是來自石油和天然氣，我們需要其他資源。”美國能源部已經定下目標，到2025年要有1/4的工業化學品由生物過程產生。

　　生物反應都會形成碳—碳鍵，以二氧化碳為原料，利用陽光供給能量來反應，這就是光合作用。藍藻以這種方式在地球上已經生存了30多億年。用藍藻來生產化學品有很多好處，比如不與人類爭奪糧食，克服了用玉米生產乙醇的缺點。但要用藍藻作為化學原料也面臨一個難題，就是產量太低不易轉化。

　　研究小組利用網上數據庫發現了幾種酶，恰好能執行他們正在尋找的化學反應。他們將能合成這些酶的DNA(脫氧核糖核酸)引入了藍藻細胞，隨后逐步地構建出了一條“三步驟”的反應路徑，能使藍藻將二氧化碳轉化為2,3丁二醇，這是一種用于制造涂料、溶劑、塑料和燃料的化學品。

　　渥美翔太說，由于這些酶在不同生物體內可能有不同的工作方式。在實驗測試之前，無法預測化學路徑的運行情況。經過3個星期的生長后，每升這種藍藻的培養介質能產出2.4克2,3丁二醇——這是迄今將藍藻用于化學生產所達到的最高產量，對商業開發而言也很有潛力。

　　渥美翔太的實驗室正在與日本化學制造商旭化成公司合作，希望能繼續優化系統，進一步提高產量，并對其他產品進行實驗，同時探索該技術的放大途徑。

　　藍藻是地球上最大的植物群落，增殖速度非常快。可惜，除了捕獲以藍藻為食的魚蝦以外，人們很難直接利用這種原始生命體。為了替代化石能源，近年來不少科學家用藻類代謝出有機液體，或者氫氣，但單位產量太低。此次美國化學家調節藍藻的基因，成功地通過光合作用制造出醇類物質，是一個重要突破。如果產自藻類的廉價燃料有一天能注入發動機，那將是基因技術的最大成就。