永續航空燃料：研究人員改造潛力之微生物以提升異戊二烯醇生產量
2024/09/07 @國際
摘要
利用再生碳源製成的永續航空燃料可減少二氧化碳排放，推動異戊二烯醇的生產成為關鍵。美國聯合生物能源研究所使用基因組規模代謝模型與菌株工程技術優化Pseudomonas putida微生物的異戊二烯醇生產能力，成功將產量提高至3.5g/L，增幅達10倍。研究強調需持續進行基因工程菌株改進和生物製程優化等，以提升工業生產效率。
示意圖
利用再生碳源製成的永續航空燃料能有效減少二氧化碳排放，以緩解氣候變遷。異戊二烯醇(1,4-二甲基環辛烷，DMCO)是一種關鍵的化學物質，用於生產噴射生物燃料混合物。這些混合物是由異戊二烯醇與其他化學品結合。【延伸閱讀】- 【減量】植物來源的永續航空燃油可減少碳排放達68%
過去研究表示，異戊二烯醇可由微生物作為宿主來生產。如果能利用植物材料中的可發酵糖作為碳源，並透過工程改造的Pseudomonas putida細菌來生產異戊二烯醇，將能夠推動永續航空燃料開發。然而，這種微生物需經過基因工程改造才能成為最佳選擇。
美國聯合生物能源研究所的研究人員採用了先進的基因組規模代謝模型(Genome-Scale Metabolic Model)與微生物基因工程來優化Pseudomonas putida的異戊二烯醇生產能力。利用計算模型預測和選擇基因編輯目標，確定其優先順序，並進一步優化P. putida的代謝路徑，以在較少量的工程菌株中測試，大幅提高異戊二烯醇的產量。
研究結果顯示，經過優化的細菌使異戊二烯醇的產量提高了10倍，是朝著噴射燃料永續生物生產的重要一步。研究人員建議，為進一步提升異戊二烯醇的工業生產量，需持續進行優化，例如基因工程菌株改善、生物製程優化和分離製造工程、引入 CRISPR 基因編輯技術及其他生物製程技術等。【延伸閱讀】- 利用基因編輯技術-CRISPR系統調整甘蔗葉片角度提高生物質產量
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