蓝藻生物燃料研究获进展

蓝藻生物燃料研究获进展

日前，中科院青岛生物能源与过程研究所生物代谢工程团队在基因工程蓝藻合成乙醇、脂肪醇、脂肪烃的系列研究中结出硕果，在技术上实现了生物燃料分子在单一光合蓝藻细胞内的合成，并证明了通过代谢工程和遗传学相关技术提高蓝藻生物燃料合成的潜力，为基因工程蓝藻高效制备生物液体燃料的进一步发展奠定了基础。

该团队通过在蓝藻中引入外源丙酮酸脱羧酶与乙醇脱氢酶，实现了乙醇在蓝藻细胞的合成。针对该过程中副产物乙醛积累的问题，研究人员从不同蓝藻中筛选出催化性质最佳的乙醇脱氢酶替换外源乙醇脱氢酶，并通过引入两个关键酶基因，使得蓝藻乙醇产量大幅提高。这一产量为目前文献报道的蓝藻乙醇最高产量。

同时，研究人员寻找到三个能够实现长链脂肪醇在蓝藻的合成的脂酰辅酶A还原酶基，这是国内外光合生物细胞中合成脂肪醇的首次报道，为脂肪醇生产提供了一条颇具潜力的技术路线。此外，通过基因敲除和表型分析，研究人员发现蓝藻脂肪烃合成途径的前体脂酰ACP合成酶对于蓝藻脂肪烃生物合成至关重要；脂酰ACP主要来源于细胞膜脂的水解，而非脂肪酸从头合成途径。该发现为解析蓝藻脂肪烃合成调控机制和基因工程改造蓝藻高效合成脂肪烃奠定了基础。

蓝藻是一类能够进行植物型放氧光合作用且易于基因工程改造的原核微生物。通过基因工程改造蓝藻，可以构建高效定向生物合成生物液体燃料的代谢途径，实现在单一生物体内从太阳能和二氧化碳到生物液体燃料的直接转化及胞外分泌。