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麻省理工学院工程师计划酵母将植物糖转化为油

返回列表发布时间:2018-05-16

通过修改酵母的代谢途径,来自MIT的化学工程师能够将植物糖转化为油。 / em

麻省理工学院的工程师们已经对酵母菌进行了遗传改造,使其能够更加高效地将糖类转化为脂肪,这一进步可能使高能燃料(如柴油)的可再生生产成为可能。

由麻省理工学院化学工程和生物技术Willard Henry Dow教授Gregory Stephanopoulos领导的研究人员修改了自然产生大量脂质的酵母的代谢途径,使其效率提高了约30%。

“这项研究的高级作者Stephanopoulos说:”我们已经重新接线了这些微生物的代谢,使它们能够以非常高的产量生产油。“该研究的高级作者Stephanopoulos将出现在1月16日出版的”Nature Biotechnology“ / EM取代。

这种升级可能会使可再生高能燃料的生产在经济上可行,麻省理工学院团队正在开展进一步改进,以帮助实现更接近这一目标。

“我们所做的是将这种酵母的潜力达到75%,另外还有25%是后续工作的主题,”Stephanopoulos说。

该论文的第一作者是前麻省理工学院博士后康健乔。其他作者是前麻省理工学院研究生Thomas Wasylenko和Kang Zhou,以及前麻省理工学院博士后彭旭。

高能燃料

可再生燃料如玉米制造的乙醇可用作汽车的汽油添加剂,但对于飞机,卡车和轮船等大型车辆而言,需要更强大的燃料,如柴油。

Stephanopoulos说:“柴油是首选燃料,因为它的高能量密度和柴油发动机的高效率。” “到目前为止,柴油的问题完全是由化石燃料制成的。”

努力开发使用用过的烹饪油制成的生物柴油的发​​动机已经取得了一些成功,但烹调油是一种相对稀缺且昂贵的燃料来源。甘蔗和玉米等淀粉更便宜和更丰富,但这些碳水化合物必须首先转化为脂质,然后才能转化为高密度燃料,如柴油。

为了实现这个目标,Stephanopoulos和他的同事开始使用称为解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)的酵母工作,该酵母自然产生大量的脂质。他们专注于充分利用葡萄糖分解产生的电子。为了达到这个目的,他们改造了 em Yarrowia / em合成途径可将过剩的NADH(一种葡萄糖分解产物)转化为NADPH,后者可用于合成脂质。他们最终测试了十多种修改的合成途径。

“事实证明,这两种途径的结合为我们提供了我们在报告中报告的最佳结果,”Stephanopoulos说。 “为什么这些途径中的其中一条比另一条更好的实际机制尚未得到很好的理解。”

使用这种改进的途径,酵母细胞仅需要未修饰酵母细胞所需的葡萄糖量的三分之二以产生相同量的油。

更好的效率

Stephanopoulos说,虽然这种新的葡萄糖转化为脂质的转化过程在玉米淀粉当前的价格上可能在经济上是可行的,但研究人员希望能够使这一过程更加高效。

“还有更多改进的余地,如果我们朝这个方向努力,那么这个过程将变得更加高效,需要更少的葡萄糖来生产一加仑的油,”他说。

研究人员还在探索使用更便宜的植物材料来源,如草地和农业废弃物,这需要将构成植物材料的纤维素转化为葡萄糖。

该研究由美国能源部资助。

发布: em在媒体 / em中

来源:麻省理工学院新闻Anne Trafton

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