藍藻制造化學品獲突破

文/常麗君

最近，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。

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。