科学家们创造了一种藻类,其产生的脂质是其野生亲本的两倍,这种物质可以加工成生物燃料。
通过使用基因编辑工具的组合,包括他们识别并关闭了限制脂质产生的基因。创造一种可以生产商业量的可持续生物燃料的藻类。
“我们专注于了解如何最大限度地提高[脂质生产]藻类的效率,同时最大限度地提高细胞中转化为脂质的二氧化碳量,这是加工成生物柴油的成分,”该公司的首席研究员埃里克·莫勒林(Eric Moellering)合成基因组公司告诉 ScienceAlert。
科学家们一直在尝试提出使用的概念自 20 世纪 70 年代以来,生产生物柴油已成为现实。过去,它以藻类生物燃料为基础的新能源部门可以保证遥远的未来运输燃料和粮食安全。
尽管经过多年的研究,迄今为止最好的尝试仅限于工业菌株,尽管它们具有非常高的脂质转化率,但无法产生足够量的脂质以使其具有商业可行性 - 由于其无法生长这一事实而受到限制非常快。
“在[研究]的早期,我们提出了一个基本问题,我们能否设计一种藻类来产生更多的脂质,同时维持生长?该出版物提供了概念证明,这个问题的答案是肯定的,”莫勒林说。
在这项新研究中,该团队使用 CRISPR-Cas9 等编辑技术,确定了 20 种调节脂质产生的过渡因子。通过剔除其中 18 个,该团队能够将脂质产量比未修饰的藻类增加一倍。
但重要的是:他们能够在不阻碍藻类生长速度的情况下做到这一点。它的增长速度与未修改的类型相同。
转基因藻类每天每米产生高达 5 克的脂质,大约是野生藻类的两倍。
另一个重要指标是总碳到脂质的转化。这告诉我们藻类将二氧化碳转化为脂质的效率如何。在野生的、未经修饰的藻类中,转化率约为 20%,但在工程藻类中,它会将 40% 至 55% 的碳转化为脂质。
值得指出的是,这项研究仅在实验室规模进行,但研究人员之一、同样来自合成基因组学的 Imad Ajjawi 告诉 ScienceAlert,虽然他们认为这是一个“概念证明”,但“它们代表了建立为藻类生物燃料最终商业化奠定了基础。”
如果这项研究从实验室毕业,生物燃料生产将不再依赖甘蔗和玉米等陆地作物生产的糖。研究关于使用农作物生物柴油的研究表明,它的成本可能非常高,而且。
这项研究是基因编辑的又一次胜利,研究人员表明,新的基因编辑工具是解决世界上一些最大问题的核心。
Ajjawi 说:“我们还开发了必要的基因组和遗传工具,这些工具将使未来能够取得突破,推动这一领域的发展。”
该研究发表于自然生物科技。