Nature：利用转基因大肠杆菌生成汽油

small

几十年来我们都一直依赖于化石资源生产液体燃料，如汽油，柴油，以及许多工业和消费者日常使用的化学品。然而随着自然资源的减少以及环境的问题，包括全球气候变暖等，发展获取燃料和化学品的可持续方式，势在必行。

汽油作为一种石油衍生产品，是目前应用最广泛的运输燃料，由烃类（hydrocarbon），添加剂和配合剂混合组成。其中烃类（alkanes）仅由碳和氢原子组成，而汽油则是直链和支链烷烃（碳氢化合物）化合物，包括 4-12 个碳原子通过直接的碳 - 碳键连接形成。

之前的研究表明，通过大肠杆菌代谢工程，一些科学家们获得了 13-17个碳原子组成的长链烷烃，这能作为柴油的一种替代物，但是长久以来，都没有报道能通过微生物生产短链烷烃，替代汽油。

在 9 月 29 日的《Nature》杂志上，韩国科学技术院（KAIST）特聘教授 Sang Yup Lee 领导的一组研究人员第一次公布了通过大肠杆菌代谢工程，微生物生产汽油的一种新方法。

研究人员对脂肪酸代谢过程进行了修改，获得了比正常细胞内脂肪酸代谢产物更短的脂肪酸衍生物，并由此发现了一种能用于短链烷烃生物合成的新生物合成途径。这首次实现了通过大肠杆菌平台生产汽油。

此外，由于大肠杆菌的灵活性，也能通过修饰生产其它产品，如短链脂肪酸酯（short-chain fatty esters）和短链脂肪醇（short-chain fatty alcohols）等。

在这篇文章中，韩国研究人员详细描述这一研究步骤：

1）筛选与脂肪酸生产有关的酶；

2）对酶和脂肪酸生物合成途径进行工程改造，将碳流向引导到短链脂肪酸生产中来；

3）通过引入一种新的合成途径和培养条件的优化，令短链脂肪酸转换到其相应的烷烃（汽油）。

而且研究小组也在将相关酶引入到同一菌株平台上时，发现了生产脂肪酸酯类和醇类的可能性。

Sang Yup Lee 教授表示，“这还只是实现可持续生产汽油的开端，由于短链脂肪酸及其衍生物的低代谢通量，因此这一效价还比较低。我们目前正在尝试提高效率，以及生产生物汽油的产量。尽管如此，我们也很高兴报道第一次发现通过代谢工程的大肠杆菌，能生产汽油，我们希望这能作为一个基础，用于生产可再生资源的燃料和化学品。”

原文检索：

Microbial Production of Short-chain Alkanes