科技日報(bào)北京2月27日電 （記者張夢然）美國西北大學(xué)和郎澤科技公司研究人員在最新一期《自然·生物技術(shù)》發(fā)表論文稱，他們在一項(xiàng)新的試點(diǎn)研究中，將一種梭菌進(jìn)行遺傳工程改造，用于合成此前它們無法產(chǎn)生的化合物，這種選擇、設(shè)計(jì)和優(yōu)化細(xì)菌菌株的過程，成功地證明了其將CO₂轉(zhuǎn)化為丙酮和異丙醇的能力。這種新的氣體發(fā)酵過程不僅可從大氣中去除溫室氣體，還可避免使用化石燃料，而化石燃料通常是生成丙酮和異丙醇所必需的。在進(jìn)行生命周期分析后，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，如果廣泛采用，與傳統(tǒng)工藝相比，該負(fù)碳平臺可減少160%的溫室氣體排放。

西北大學(xué)工程學(xué)院化學(xué)和生物工程教授兼合成生物學(xué)中心主任邁克爾·杰維特表示，氣候危機(jī)加速，加上人口快速增長，對人類構(gòu)成了一些最緊迫的挑戰(zhàn)，所有這些都與整個(gè)生物圈中CO₂的不斷釋放和積累有關(guān)。

丙酮是許多塑料和合成纖維、稀釋聚酯樹脂、清潔工具和指甲油去除劑的溶劑；異丙醇廣泛用作消毒劑和防腐劑，是世界衛(wèi)生組織推薦的兩種消毒劑配方之一的基礎(chǔ)，可高效殺死新冠病毒，這兩種化合物的全球市場超過100億美元。雖然非常有用，但它們是由化石資源產(chǎn)生的，會導(dǎo)致引起氣候變暖的CO₂排放。

為了更可持續(xù)地制造這些化學(xué)品，研究人員開發(fā)了一種新的氣體發(fā)酵工藝。他們從自產(chǎn)乙醇梭菌開始，然后使用合成生物學(xué)工具對細(xì)菌進(jìn)行重新編程，以發(fā)酵CO₂來制造丙酮和異丙醇。

杰維特稱，這些創(chuàng)新由無細(xì)胞策略引領(lǐng)，設(shè)計(jì)和路徑優(yōu)化將生產(chǎn)時(shí)間縮短了一年多。研究團(tuán)隊(duì)相信，其開發(fā)的菌株和發(fā)酵過程可轉(zhuǎn)化為工業(yè)規(guī)模，還可用于簡化其他有價(jià)值化學(xué)品的生產(chǎn)流程。

郎澤公司首席執(zhí)行官杰尼弗·霍姆格倫說，這一發(fā)現(xiàn)是在避免氣候?yàn)?zāi)難方面向前邁出的重要一步。當(dāng)今的大部分商用化學(xué)品都完全來自石油、天然氣或煤炭等化石資源，丙酮和異丙醇就是兩個(gè)例子。新開發(fā)的丙酮和異丙醇路徑將通過關(guān)閉碳循環(huán)來加速其他新產(chǎn)品的開發(fā)，該方法可替代現(xiàn)有利用石油或天然氣生產(chǎn)的流程，提供了一種負(fù)碳排手段。