转基因蓝藻细菌比乙醇更高效

中国能源报,2013-05-14,作者：焦旭

日前，瑞典皇家理工学院（KTH）生物技术研究所的研究员保罗・哈德森公开展示了一种用来生产燃料的藻类植物。

在寻找未来能源的过程中，这些来自斯德哥尔摩KTH的研究人员并没有将目光停留在近海的油井中，而是通过遍布蓝藻的深海来寻找灵感。研究人员用蓝藻赖以生存的阳光、二氧化碳和细菌，生产了一种类似烃的汽车动力燃料――丁醇。
丁醇的优势在于，地球上拥有丰富的合成原材料，且均可再生。比起从玉米和甘蔗中提取乙醇，丁醇的产量可达到前者的20倍。此项目被正式命名为福马中心代谢工程（Forma Center for Metabolic Engineering）参与项目的人员还包括瑞典查尔莫斯大学的研究员。该项目已获得福马非盈利委员会300万欧元的赞助。

领导此项研究的保罗表示：“我们通过运用转基因蓝藻细菌，将丁醇的生产与藻类正常的新陈代谢联系起来。将相应基因整合到蓝藻细菌染色体的正确位置，这样可以诱使细胞生产丁醇，并停止其对自身正常功能的满足。”

通过演示表明，研究人员可以通过改变周围环境来控制丁醇的产生。这给控制生产提供了机会，例如，可以在每天中的特定时间段来生产丁醇。保罗称：“在美国新墨西哥州，我们已经拥有了一个更加先进的演示设备，正在致力于从蓝藻中生产生物柴油。”

瑞典生物技术届的领军人物――皇家理工学院教授马赛厄斯・奥雷对此项目全权负责。他表示，用生物工程的方法来改建微生物体内染色体组，这是一个比较新的领域。一株仅靠阳光和二氧化碳就能生产便宜燃料的细菌可能会改变整个世界。

如今，制约生物燃料发展的问题在于玉米乙醇，玉米的价格在上下浮动的过程中缓慢提升，其最终价格具有不可预测性。而且，有限的耕地也限制了玉米产量。此外，玉米乙醇的生产也受到国际油价的影响，作为原料的玉米需要大规模运输。

相比之下，倚靠蓝藻细菌生产燃料几乎不需要培养空间，而像阳光、二氧化碳和海水这样的原材料随处可得，从理论上说是取之不尽的。实验显示，一些蓝藻细菌可以从空气中摄取氮元素，因此也就省去了各种化肥。

该项目的下一步工作是保证蓝藻在生产大量丁醇的同时不会死于自身的过度消耗，或是死于自身无法抵挡丁醇带来的负作用。新的研究会将更多的基因编入蓝藻细菌，以致终产物将会是一种可以全面替代汽油的、碳链更长的烃类化合物。这个过程必须能够在实验室外完成，并且能放大比例，投入到工业生产中去。

研究人员预计，将蓝藻生产的生物燃料推向市场，并转变成一个商业实体还需十年的时间。同时，他们还计划用蓝藻生产出一种更加有动力的燃料，将其应用于飞机的发动机上。