雖然有些微生物會使人生病或使食物變質(zhì)，但有些微生物對生存至關(guān)重要。這些微生物也可以被改造成制造特定分子。研究人員在《ACS 可持續(xù)化學(xué)與工程》雜志上發(fā)表報告稱，他們改造了一種微生物，以幫助應(yīng)對大氣中的溫室氣體：它吸收二氧化碳 (CO 2 ) 氣體并產(chǎn)生甲羥戊酸，這是一種有用的藥物成分。
大氣中溫室氣體濃度的增加導(dǎo)致了全球大范圍變暖。要解決這個問題，需要大幅減少包括二氧化碳在內(nèi)的溫室氣體排放。此外，還可以去除已經(jīng)存在的二氧化碳。
捕獲二氧化碳的方法正在研發(fā)中，其中一個很有前景的選擇是利用微生物。基因工程可以改變微生物的天然生物合成途徑，將微生物變成微型活體工廠，可以生產(chǎn)各種物質(zhì)，例如胰島素。
Cupriavidus necator H16 是一種潛在的微生物工廠，這種細(xì)菌因其對食物相對不挑剔的特性而受到青睞。由于它僅靠二氧化碳和氫氣就能生存，因此這種細(xì)菌是捕獲這些氣體并將其轉(zhuǎn)化為更大分子的絕佳候選者。但盡管這種微生物的 DNA 可以重新連接以產(chǎn)生有趣的產(chǎn)品，但它并不擅長隨著時間的推移記住這些新指令。
從科學(xué)的角度來說，質(zhì)粒(遺傳指令)相對不穩(wěn)定。Katalin Kovacs 及其同事希望看看他們能否提高 C. necator 記住新指令的能力，并利用二氧化碳?xì)怏w生產(chǎn)有用的碳基構(gòu)件。
研究小組開始破解鉤蟲將二氧化碳轉(zhuǎn)化為更大的六碳分子的生化途徑。提高質(zhì)粒穩(wěn)定性的關(guān)鍵在于一種名為 RubisCo 的酶，這種酶使細(xì)菌能夠利用二氧化碳。
本質(zhì)上，新的質(zhì)粒與酶配對，因此如果細(xì)胞無法記住新的指令，它就會記不住如何制造 RubisCo 并死亡。與此同時，記憶力較好的其余細(xì)胞將存活下來并進(jìn)行復(fù)制，將質(zhì)粒傳遞下去。
在測試中，新改造的微生物產(chǎn)生的六碳分子甲羥戊酸比對照菌株多得多。甲羥戊酸是生物和合成系統(tǒng)中各種物質(zhì)的分子組成部分，包括膽固醇和其他具有藥物應(yīng)用的類固醇分子。事實(shí)上，這項(xiàng)研究利用微生物從二氧化碳或其他單碳反應(yīng)物中產(chǎn)生了迄今為止數(shù)量最多的甲羥戊酸。
研究人員表示，與以前涉及 C. necator 的系統(tǒng)相比，這是一種更經(jīng)濟(jì)可行的碳固定系統(tǒng)，并且還可以擴(kuò)展到其他微生物菌株。
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