美國加利福尼亞大學戴維斯分校的一個化學研究小組利用藍藻生產出用于制造燃料和塑料的前體化學品,這意味著在化工生產中替代化石燃料方面邁出了第一步。
該研究負責人章太渥美(音)在戴維斯分校發布的一份公告中說,目前大部分化學原料都來源于石油和天然氣,我們需要其他的來源。這項研究結果發表在《國家科學院學報》上。生物反應會形成碳-碳鍵,在陽光照射下,以二氧化碳為原料產生其他物質。藍藻是這方面的專家,因為它們依靠這種方式在地球上生存了30多億年。從環境角度看,利用藍藻生產化學物質具有一個重要優勢:不需要使用糧食,與利用農作物生產生物乙醇或生物柴油的方法正好相反。
但挑戰在于如何利用藍藻生產出數量便于轉化為化學原料的化學物質。參與這項研究的科學家做到了這一點。
在日本旭化成工業公司的協助下,渥美實驗室的化學專家將一種新的化學路徑引入藍藻中。首先,他們從網上數據庫中找到了幾種能夠催化他們所需的化學反應的酶,將它們的脫氧核糖核酸導入藍藻細胞中,并為此制定了三個步驟。結果,他們得到了能夠將二氧化碳轉化為2,3-丁二醇的藍藻。這種醇是一種有機化合物,可用于制造油漆、溶劑、塑料和燃料等化學物。
渥美解釋說,酶在不同的生物體中可能存在不同的反應方式,因此,通過實驗驗證之前幾乎不可能預測出反應如何進行。但他們的實驗證明,經過3個星期的生長后,平均每升藍藻培養基能產出2.4克2,3-丁二醇,是藍藻迄今在這方面達到的最高產量。渥美認為,實驗成果證明,這種技術具備商業開發潛力。他希望通過優化整個系統來進一步提高藍藻的產出率。