英国研究人员利用大肠杆菌固碳并生产甲酸

报道称,大肠杆菌是最常见的细菌之一,它就存在人体的肠道里,平时与肠道和平共存,然而若大肠菌过多时就会使人肚子痛与腹泻,因此大肠杆菌的数量是水质安全的标准,过多的大肠菌表示水质状况不佳。此外,有一些大肠杆菌有毒性,比如O157大肠菌会产生强力的毒素,导致相当危险的出血性肠病变。不过只要使用得宜,大肠菌也可以拯救地球。

研究人员指出,自然界早已为我们提供了一些CO2减排的选项。单细胞的细菌通常生活在极端的环境中,进行着植物和动物无法做到的特殊化学反应。例如,大肠杆菌可以在完全无氧的环境中生活,并代谢出一种称为FHL的酶,该酶可以将CO2转化成液态的甲酸。当研究人员把含有FHL酶的大肠杆菌置于加压的CO2和H2混合气体中后,几个小时之内即可在环境温度下将CO2全部转化为液态的甲酸。

据台媒1月10日报道,削减大气中的二氧化碳是减缓甚至扭转全球暖化的大挑战,因而目前低碳电力、节约电力与碳封存被认为是必要进行的三件大事,但如何封存补到的二氧化碳是个技术挑战。近日,为了解决这个问题,科学家提出用大肠杆菌来将二氧化碳转化成容易处理的甲酸。

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沙杰特教授说:“这是生物技术领域的一项重要突破,我们正在进一步改良系统,使它从实验室成为工厂化,最终成为一种清除二氧化碳的细菌工厂。”

研究人员期望该技术能被开发利用为微生物细胞工厂,用于捕获各类工业来源的CO2。目前他们正在进一步优化系统,促进从实验室向规模化工厂的升级,最终建成有效转化CO2的细菌工厂。

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研究人员在很小规模的实验中,通过10~12小时即可捕获11g的碳,这个过程还可通过规模化放大来提高产率,成为生产甲酸的细菌工厂。转化获得的甲酸可被用于生产燃料电池、转化为其他有用化学品、作为其他生物过程的原料、或作为商品销售。

沙杰特教授说:“减少二氧化碳排需要很多不同的解决方案,大自然很早就为我们提供了一些选项,因为生物从一开始就是从无氧环境出发的。单细胞的细菌经常生活在极端的环境中,并且进行植物和动物无法做到的特殊化学反应。”

2018年1月,英国邓迪大学研究团队开发出一种利用大肠杆菌将CO2高效转化为甲酸的方法,将该方法用于处理CO2,对CO2的封存问题具有重要意义,应用前景广阔。相关研究论文发表在《当代生物学》期刊上。

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