Nature：韩研究团队首次从微生物中提取“生物汽油”
据韩国媒体9月30日报道,韩国国内研究团队在世界上首次利用微生物成功获取了汽油。与精炼开采的原油后获取汽油的现存方法不同,这是通过发酵生物质(biomass,光合成植物等有机性物质的总称)获取的“生物汽油”。
韩国《中央日报》称,虽然2010年国外研究团队曾利用微生物开发出与现有柴油成份一样的“生物柴油”,但开发生物汽油这还尚属首次。
报道说,韩国科学技术院(KAIST)生命化学工学系李相烨教授团队表示,他们成功开发出了可将葡萄糖转换成汽油的大肠菌,可从每1升这样的大肠菌培养液中获取约580毫克的汽油。研究成果刊登在了9月30日的世界性科学刊物《NATURE》的网络版上。
微生物会合成脂肪酸,生成细胞膜。脂肪酸非常少,不及所有细胞的1%。但是研究团队改造了微生物的遗传因子,可大量合成脂肪酸。然后再放入从植物等中提取的酶等,把脂肪酸转换成汽油。
此次获取的汽油仅有半茶勺左右,生产率非常低。但是一旦技术实现商业化,就可制成混合生物燃料或易腐烂的塑料等。对研究提供援助的未来创造科学部展望道“该技术将为成生物基础化学替代现有的石油化学奠定基础”。李相烨教授表示“将继续研究可进一步强化脂肪酸合成与汽油转换的方案”。
据悉,李相烨教授是KAIST仅有7名特勋教授之一。KAIST选出研究业绩突出的教授,授予特勋教授,以兹鼓励。
【环球网科技报道记者陈薇】据韩国《朝鲜日报》9月30日报道，韩国研究人员全球首次研发出制取汽油的大肠杆菌。就像酵母分解糖分制作啤酒的原理一样，该微生物可将杂草或木渣转化成汽油。
如果本次研究进展下去，就将可以利用非食用植物资源制取汽车燃料或橡胶之类的石化产品，为解决能源困难和环保做出重大贡献。
韩国科学技术院(KAIST)生命化学工程系教授李相烨和崔勇俊(音)研究小组29日说，已研发出通过代谢工程将树木和杂草等非食用植物转化成汽油的大肠杆菌。代谢工程是指将微生物基因变形或研制从未有过的新基因，以制造符合需求的化合物的技术。
汽油是从石油中提取的。一般将原油加热至摄氏30-140度，就可将变成气体的汽油分离出来。而柴油则需将原油加热至250度以上才变成气体。两种燃料都是由碳和氢组成的链状碳氢化合物。
差异就是链的长度。汽油的碳原子数量为4-12个，柴油的数量可达13至17个，碳链稍长一些。大肠杆菌分解植物后，可合成碳原子数量达16-18个的脂肪酸。研究小组将大肠杆菌的基因变形后，研制出碳原子数量为10-12个的脂肪酸。其他变形的基因再除去其中的一个碳原子后，最终大肠杆菌内就生成了9至11个碳原子的汽油。
虽然美国研究小组2010年在《科学》杂志上发表说，已研制出用植物制取柴油的微生物，但用微生物制取碳链比柴油短的汽油，这还是首次。
来自韩国的消息，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SangYupLee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。生物通www.ebiotrade.com
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-chainfattyesters）和短链脂肪醇（short-chainfattyalcohols）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。
SangYupLee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。”
（生物通：张迪）
