中國(guó)化學(xué)工業(yè)桂林工程有限公司
推廣 熱搜: 有限公司  建陽(yáng)龍翔  輪胎設(shè)備  日本住友  山東省  輪胎  中國(guó)化學(xué)  巨輪智能  硫化機(jī)  機(jī)械展 

振奮人心!科學(xué)家改造菌可產(chǎn)生大量合成橡膠

   2023-07-24 6960
核心提示:細(xì)菌降解橡膠并不稀奇,但細(xì)菌能“呼出”橡膠,這倒是個(gè)振奮人心的消息。近日,來(lái)自美國(guó)內(nèi)布拉斯加大學(xué)的生物化學(xué)家Nicole Buan
細(xì)菌降解橡膠并不稀奇,但細(xì)菌能“呼出”橡膠,這倒是個(gè)振奮人心的消息。近日,來(lái)自美國(guó)內(nèi)布拉斯加大學(xué)的生物化學(xué)家Nicole Buan等人在《應(yīng)用與環(huán)境微生物學(xué)》雜志上發(fā)表論文稱,他們通過(guò)基因工程改造了一種產(chǎn)甲烷菌。這種改造菌可產(chǎn)生大量合成橡膠的主要化學(xué)成分——異戊二烯,且產(chǎn)量遠(yuǎn)超其他微生物。



人們每年要從石油中提煉約80萬(wàn)噸異戊二烯,大部分用于生產(chǎn)合成橡膠。為了減少我們對(duì)化石燃料的依賴,研究人員一直在尋找可再生的化學(xué)物質(zhì)來(lái)源,其中包括我們熟悉的酵母、大腸桿菌和藍(lán)藻等。然而,用上述微生物生產(chǎn)異戊二烯,不僅需要昂貴的原料,還需耗時(shí)耗力建造新設(shè)施。



產(chǎn)甲烷菌的生長(zhǎng)無(wú)需光線和氧氣。它不僅能輕易吞噬生產(chǎn)過(guò)程中的廢物(包括廢水),還會(huì)自然地將其5%的代謝能量用于構(gòu)建類異戊二烯(基本成分為異戊二烯的化合物)細(xì)胞膜。多年來(lái),Buan一直試圖在產(chǎn)甲烷菌將類異戊二烯整合到細(xì)胞膜之前,從中提取類異戊二烯。獲得資助后,Buan便馬不停蹄地開展了這次研究。



研究始于一種可將10%碳轉(zhuǎn)化為異戊二烯的楊樹基因。這種基因可指導(dǎo)異戊二烯合成酶的形成,而異戊二烯合成酶會(huì)作用于二甲基烯丙基焦磷酸鹽(DMAPP)。DMAPP由一個(gè)異戊二烯分子和一個(gè)焦磷酸分子組成,通常會(huì)成為產(chǎn)甲烷菌細(xì)胞膜的一部分。在此之前,異戊二烯合成酶將切斷焦磷酸分子,進(jìn)而讓微小的異戊二烯分子以氣體形式自由地通過(guò)細(xì)胞膜逸出。



在新研究中,Buan將異戊二烯合成酶基因的改良版本轉(zhuǎn)移到了乙酸甲烷八疊球菌(Methanosarcina acetivorans)中。結(jié)果表明,乙酸甲烷八疊球菌在吸食甲醇后,可將4%的碳轉(zhuǎn)化為異戊二烯呼出,其產(chǎn)量是表現(xiàn)最好的同類細(xì)菌的179倍。



那么,改造后的產(chǎn)甲烷菌在沒有標(biāo)準(zhǔn)DMAPP供應(yīng)的情況下能否正常存活、生長(zhǎng)呢?研究小組發(fā)現(xiàn),其增殖速率與甲烷產(chǎn)量均未受到影響。



事實(shí)上,當(dāng)產(chǎn)甲烷菌呼出異戊二烯時(shí),它的總生物量增加了。研究人員認(rèn)為,改造后的產(chǎn)甲烷菌將其基因表達(dá)和新陳代謝與另一條支持生長(zhǎng)的能量路徑進(jìn)行了重連。



Buan說(shuō):“我們將改造后的細(xì)菌稱為異戊二烯原,因?yàn)樗_實(shí)是一種新型生物體。據(jù)了解,沒有其他生物能通過(guò)產(chǎn)生異戊二烯生長(zhǎng)。”



目前,全世界可能只有少數(shù)幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室具備類似的產(chǎn)甲烷菌改造能力,但最近的結(jié)果表明,這項(xiàng)工作是值得的?!爱a(chǎn)甲烷菌的工作效果確實(shí)很好,而且還很便宜,”Buan表示。



文章來(lái)源: 科學(xué)大觀園雜志
 
反對(duì) 0舉報(bào) 0 收藏 0 打賞 0評(píng)論 0
 
更多>同類橡機(jī)資訊
推薦圖文
推薦橡機(jī)資訊
點(diǎn)擊排行
網(wǎng)站首頁(yè)  |  關(guān)于我們  |  聯(lián)系方式  |  使用協(xié)議  |  版權(quán)隱私  |  網(wǎng)站地圖  |  排名推廣  |  廣告服務(wù)  |  積分換禮  |  網(wǎng)站留言  |  RSS訂閱  |  違規(guī)舉報(bào)  |  遼ICP備13012307號(hào)-5  |  21010602000106