旅行汽车网得益于哈佛大学Wyss生物启发工程研究所和哈佛医学院系统生物学系的最新研究，借助新创建的工程菌系生产的高辛烷值生物燃料可能会在不久的将来出现。
图片来源：E. Coli通过Flickr CC
这些新的工程菌系列可以定制生产高辛烷值生物燃料的各种关键前体，以及常用药物，塑料，清洁剂等的前体。
“最大的贡献是，我们能够对细胞进行编程以制造特定的燃料前体，”威斯研究所核心教员，哈佛医学院系统生物学教授，该研究的高级作者帕梅拉·西尔弗（Pamela Silver）说。
研究人员认为，由于乙醇和其他广泛使用的生物燃料存在固有的局限性，因此必须使用新的，更高能量的生物燃料-乙醇仅拥有汽油所消耗能量的约2/3，并且具有腐蚀性，从而破坏了存储和运输。随着时间的推移基础设施。
这就是新研究的目的所在，其研究目的是创建“可以像汽油一样的生物燃料，该生物燃料可以存储在加油站并用来为我们已经拥有的汽车提供燃料”。为了生产这种燃料，研究人员一直在与臭名昭著的细菌E. coli进行合作，对细菌进行改造，以生产出可以有效地用作汽油前体的特定脂肪酸，这些脂肪酸的链长为4至12个碳。
当前，用于汽油的中链长度化合物是从原油中提炼的。但是为什么不把这些化合物带到别的地方呢？希尔弗说：“您可以让微生物或其他生物代替您的产品，而无需使用石油产品。”Wyss研究所详细介绍了如何做到这一点：
为此，研究人员调整了产生脂肪酸的大肠杆菌代谢途径。具体来说，他们大量生产了一种八碳脂肪酸，称为辛酸酯，可以将其转化为辛烷。
在这条路径中，细菌吃掉的糖中的碳像河一样流经该路径，并随着其流动而变长。在下游，它以长链脂肪酸的形式排出。研究人员首先对河进行了部分筑坝，并使用一种药物来建造灌溉沟渠，该药物可以阻断延长脂肪酸链的酶。这导致中链脂肪酸积聚在大坝后面，同时仍允许足够的河流流过，以使细菌形成其膜并保持生命。该策略增加了辛酸酯的产量，但该药物过于昂贵，无法扩大规模。
出于这个原因，科学家们尝试了第二种可以更容易扩大规模的策略。他们让细胞长大，然后利用遗传技巧将河筑坝。他们还从基因上改变了第二种酶，该酶通常会生成长链脂肪酸，从而将脂肪酸延伸至八个碳原子，并且不再存在。
通过采用“两管齐下”的第二种策略以及其他两个“遗传的压区和nip头”策略，研究人员获得了最高的产量。
这项新研究的合著者乔·托雷拉（Joe Torella）说：“我们发现如果我们阻止这条河-如果我们减慢了脂肪酸的延长-我们就鼓励了中链脂肪酸的产生。”
Wyss Institute创始董事Don Ingber博士说：“可持续性是我们今天面临的最大问题，开发有效的生物燃料来替代汽油是该领域的主要挑战。”“ Pam的团队采用巧妙的合成生物学策略来改造微生物，使其能够产生辛烷值，为应对这一挑战迈出了巨大的一步。”
研究人员指出，他们现在将致力于改造大肠杆菌，以“将辛酸和其他脂肪酸转化为醇，潜在的燃料分子本身，并且与辛烷值仅有一个化学距离”。
这项新研究刚刚发表在《美国国家科学院院刊》的网络版上。
