科技日報記者 張夢然
美國西北大學(xué)和郎澤科技公司研究人員在最新一期《自然·生物技術(shù)》發(fā)表論文稱，他們在一項新的試點研究中，將一種梭菌進行遺傳工程改造，用于合成此前它們無法產(chǎn)生的化合物，這種選擇、設(shè)計和優(yōu)化細菌菌株的過程，成功地證明了其將CO2轉(zhuǎn)化為丙酮和異丙醇的能力。這種新的氣體發(fā)酵過程不僅可從大氣中去除溫室氣體，還可避免使用化石燃料，而化石燃料通常是生成丙酮和異丙醇所必需的。在進行生命周期分析后，研究團隊發(fā)現(xiàn)，如果廣泛采用，與傳統(tǒng)工藝相比，該負碳平臺可減少160%的溫室氣體排放。
西北大學(xué)工程學(xué)院化學(xué)和生物工程教授兼合成生物學(xué)中心主任邁克爾·杰維特表示，氣候危機加速，加上人口快速增長，對人類構(gòu)成了一些最緊迫的挑戰(zhàn)，所有這些都與整個生物圈中CO2的不斷釋放和積累有關(guān)。
丙酮是許多塑料和合成纖維、稀釋聚酯樹脂、清潔工具和指甲油去除劑的溶劑；異丙醇廣泛用作消毒劑和防腐劑，是世界衛(wèi)生組織推薦的兩種消毒劑配方之一的基礎(chǔ)，可高效殺死新冠病毒，這兩種化合物的全球市場超過100億美元。雖然非常有用，但它們是由化石資源產(chǎn)生的，會導(dǎo)致引起氣候變暖的CO2排放。
為了更可持續(xù)地制造這些化學(xué)品，研究人員開發(fā)了一種新的氣體發(fā)酵工藝。他們從自產(chǎn)乙醇梭菌開始，然后使用合成生物學(xué)工具對細菌進行重新編程，以發(fā)酵CO2來制造丙酮和異丙醇。
杰維特稱，這些創(chuàng)新由無細胞策略引領(lǐng)，設(shè)計和路徑優(yōu)化將生產(chǎn)時間縮短了一年多。研究團隊相信，其開發(fā)的菌株和發(fā)酵過程可轉(zhuǎn)化為工業(yè)規(guī)模，還可用于簡化其他有價值化學(xué)品的生產(chǎn)流程。
郎澤公司首席執(zhí)行官杰尼弗·霍姆格倫說，這一發(fā)現(xiàn)是在避免氣候災(zāi)難方面向前邁出的重要一步。當(dāng)今的大部分商用化學(xué)品都完全來自石油、天然氣或煤炭等化石資源，丙酮和異丙醇就是兩個例子。新開發(fā)的丙酮和異丙醇路徑將通過關(guān)閉碳循環(huán)來加速其他新產(chǎn)品的開發(fā)，該方法可替代現(xiàn)有利用石油或天然氣生產(chǎn)的流程，提供了一種負碳排手段。
總編輯圈點
各位看官們有沒有發(fā)現(xiàn)，“綠色、低碳”這類字眼，在我們身邊的“存在感”越來越高？飛奔在路上的新能源汽車早已不新鮮；節(jié)能改造成為很多工廠企業(yè)的重要議程；剛剛閉幕的北京冬奧會，就連冰場設(shè)計制造都盡量減少溫室氣體排放。別忘了，這一切的實現(xiàn)，都始于科學(xué)研究提供的越來越多的“綠色”技術(shù)方案。正是它們，讓我們的生活、生產(chǎn)有了更加“綠色”的選擇。
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