发布时间:2012-01-18 10:58 原文链接: 微生物或可推动未来生物燃料新突破

  美国杜兰大学的分子生物学教授大卫?穆林(David Mullin)一直专注于开发具有经济效益的生物燃料,最近他又就微生物分解植物细胞的能力及将其转化为生物燃料的可能性开展研究。

  穆林通过收集分析反刍动物的粪便,已经从一种非洲斑马的排泄物中提取到了TU-103细菌,该细菌可以在废棉花、甘蔗渣和报纸屑中生长。

  穆林表示:“只要将这些东西切碎,在碾碎器中用水充分均匀搅拌,微生物就可以很好地的存活下来。”

  《纽约时报》称,要解决植物转化问题尚有很长的路要走。虽然人们已经从数百年前就开始利用蒸馏器从糖中提取酒精等物质,但若要将糖类变为生物燃料则必须从纤维素的层面开始。作为植物细胞壁的主要成分,纤维素是由碳原子组成的坚固结构,一旦其转化为糖类,就可以在酶的作用下发酵并生产酒精。

  一直以来,科学家都是利用玉米淀粉制造乙醇,然而由于这些原料是人类主要的食物来源,因此增加这些作物的需求会推动其价格的上涨。相比之下,如果可以转化纤维素,那么人们只需要利用玉米外皮、甘蔗渣、废木头以及落叶等废物就可以制造生物燃料。然而,目前纤维素分解非常复杂,且成本较高,如何提高这一过程的经济性也一直困扰着许多科学家。

  此外,由于担心生产生物燃料会导致土地种植单一化,增加环境风险,一些环保人士也对此存在质疑,而理想的生物燃料应当能以任何植物为原料或发酵过程十分简单。

  目前穆琳的研究重点是丁醇。丁醇由四个碳原子组成,其化学键的能量较乙醇更高。与乙醇不同的是,丁醇可提供足够的能量单独驱动汽车,而无需与石油混合使用。此外由于丁醇在运输过程中也不会像乙醇那样消耗水份,因此完全可以使用输油管道和油桶等其他化石能源的基础设施。

  事实上,有许多种途径可以实现纤维素的转化,如一些动物的消化系统就可以利用纤维素酶来分解纤维素。然而,虽然这些酶目前已经可从市场买到,但价格极高,因此穆林决定自行寻找一种合适的微生物。在他看来,微生物应满足以下三个条件:直接将纤维素转化为丁醇、在空气中完成催化反应并且能够在一般温度条件下大量生产。

  穆林团队共从动物园中采集了40种不同的细菌菌群,最后发现了细菌TU-103。虽然该细菌并不完美,例如,它在产生丁醇的同时还会产生一些较难分离的物质,丁醇浓度过高将导致该细菌死亡等。

相关文章

解读|微生物耐药全国性计划

一、起草背景及过程微生物耐药是全球公共健康领域面临的重大挑战,也是各国政府和社会广泛关注的世界性问题。世界卫生组织多年来呼吁各国重视微生物耐药问题,联合国大会、世界卫生大会、G20峰会等重要国际会议多......

Nature子刊:顺产or剖腹产或影响婴儿微生物组和疫苗反应

儿童疫苗旨在为童年期相关的一系列感染性疾病提供保护。这些疫苗与免疫反应的相互作用、诱导效果如何,对于在婴儿体内产生的保护力至关重要。人们已知微生物组在疫苗接种的免疫反应中发挥重要作用。但是对早期生活及......

蔗田土壤微生物影响磷转化研究获新进展

在国家重点研发计划专项、国家糖料产业技术体系项目和广东省科学院建设国内一流研究机构专项等项目资金的资助下,广东省科学院南繁种业研究所栽培中心在蔗田土壤微生物影响磷转化方面取得新进展。相关研究在线发表于......

遏制耐药须全社会齐上阵

“当前,传统的感染性疾病和新发再发传染病依然是影响人们健康的重要因素,用好抗微生物药物和延缓耐药是保护人民生命健康和促进经济可持续发展的必然要求,也是实施健康中国战略的必由之路。”11月18日,在国家......

肠道微生物或参与光周期调控鼠类的季节性繁殖

季节性繁殖是许多动物采取的繁殖策略。已知光周期是调控动物季节性繁殖的关键因素,光周期可通过影响下丘脑-垂体-性腺(HPG)轴调节一系列生殖基因和激素的表达,进而调控动物的繁殖启动和终止。最近研究表明,......

年产值400亿元!微生物肥料:让农田“减肥”又增效

400亿元我国微生物肥料年产量已达到3000万吨,年产值达到400亿元,累计应用面积超过5亿亩。【解码生物经济③】◎本报记者马爱平“微生物菌剂让秸秆变废为宝,节省了将近20%的化肥农药,这才是我们急需......

在“小平板”上建生物元件生产“工厂”

在传统方法中,生物元件是从自然界不同物种中通过功能筛选获得。而通过传统方法筛选和挖掘可用元件往往效率有限、且获得的元件功能达不到需求。因此,科学家们期望通过定向进化的方式,获得具备特定功能的生物元件。......

光固化3D打印微生物活性体研究获进展

近年来,水体富营养化对水生态平衡和人类健康造成严重危害。固定化微生物技术是利用物理或化学方法将游离微生物细胞限制在一定空间区域内,既能免受流水冲刷流失、可重复循环利用,又能保持生物活性,能有效去除水体......

电缆细菌加速有机污染物去除机制研究获进展

近日,广东省科学院微生物研究所研究员许玫英团队,研究揭示了电缆细菌加速沉积物中有机污染物的去除机理。相关研究发表于JournalofHazardousMaterials。黄友达博士为该论文作者。快速的......

装上“动力引擎”,“细胞工厂”变得更高效

微生物具备强大而多样的生化反应网络,随着合成生物学的快速发展,其有望成为利用可再生资源为原料生产各类高附加值产品的“细胞微工厂”。如何让微生物这一“细胞微工厂”变得更加高效?近日,一项发表于《自然·代......