微生物基因測序可提高生物燃料產出效率
日期：2012-05-28 09:04:54
據報道，美國聯合生物能源研究所（JBEI）通過新的實驗方法和基因測序分析，發現了細菌耐受有毒鹽溶液的生理機制，有望大大提高微生物抵抗生物燃料生產過程中所使用的鹽溶液毒性的能力。研究人員指出，該研究可作為耐離子液微生物基因工程的基礎，帶來更高效的生物燃料生產工藝。相關論文發表在5月14日的美國《國家科學院院刊》網站上。
用植物纖維素制造生物燃料要經過復雜的工序和化學預處理，讓木質纖維素更容易被微生物消化，這些微生物含有特殊的酶。但用于化學預處理的鹽溶液對這些微生物來說卻是“有毒”的。
“找到能耐受鹽溶液的微生物并理解它們的耐鹽機制，有助于大大提高生物燃料的產量。”領導該研究的勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室的邁克爾·希倫說，“比如森林腐殖土中的微生物，能產生高效的酶分解木質纖維，適應環境變化壓力。利用這些有益特性，通過基因工程改造現有的實驗室菌種，能讓它們在生產生物燃料的過程中對有毒鹽溶液的耐受性更強，生產效率更高。”
研究人員分離了一種在熱帶雨林土壤中發現的腸桿菌屬細菌（SCF1），它們能分解植物木質纖維，并且在相對高濃度的鹽溶液中長勢良好，這些鹽溶液對其他菌種來說是高毒性的。
他們對SCF1的基因組進行了測序，發現了多種代謝反應，并將這些反應繪成圖譜。還用高通量生長化驗和細胞膜成分分析方法，研究了SCF1耐受高濃度鹽溶液的機制，并測定了它的所有變異基因。結果發現，該細菌能抵抗鹽溶液毒性是因為它們能調節細胞膜的成分，降低細胞滲透性，并增加一種蛋白質的運送，在有毒物質傷害細胞之前，將毒物“泵”出細胞外。
利用生物質生產液態生物燃料可減少人們對化石燃料的依賴，減少溫室氣體排放，是一種很有前景的技術。希倫說：“尋找并分析和SCF1有類似性質的微生物，將為生物燃料工業帶來極大利益。我們的發現可作為耐離子液微生物基因工程的基礎，帶來更高效的生物燃料生產工藝。”
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