重组细菌把二氧化碳变成了工业规模的化学物质

化学工业规模减碳生产两种商品已经实现了第一次使用转基因细菌可以将废物二氧化碳转变成丙酮和异丙醇。工作,提供了一个蓝图制造其他化学品,有希望得到一个更可持续、可再生能源和环保化工作为全球努力从化石燃料转向循环碳经济。

丙酮和异丙醇的总市场价值超过100亿美元(£74亿)。他们被广泛用作工业溶剂和塑料,包括有机玻璃和聚丙烯。然而,他们依赖化石能源的碳氢化合物,导致在生产重要的碳排放。

迈克尔·朱厄特的美国伊利诺斯州西北大学实验室工作LanzaTech碳捕捉公司位于相同的状态,利用合成生物学开发第一个可持续和可伸缩的减碳生产丙酮和异丙醇的方法。我们气候紧急,所有有关有增无减释放和积累的有限公司₂在大气中,朱厄特说。对无碳的解决方案,可再生能源的生产存在,但我们周围的大多数事情,日常用品都是基于碳氢化合物的化学物质产生新的化石来源。”

团队的解决方案是编写carbon-fixing细菌autoethanogenum梭状芽胞杆菌自然发酵的碳氧化物气体能源,导致乙醇作为最终产品。LanzaTech已经运行两个商业工厂使用这种细菌将钢铁行业排放转化为乙醇。

要做到这一点,团队已被敌军布上了地雷c . autoethanogenum的酶的基因,从而使生产丙酮或异丙醇乙酰辅酶a,一个共同的中间时期形成的新陈代谢。编码这些酶的基因,然后介绍和测试在不同菌株的优化生产丙酮和异丙醇。

至关重要的是,研究人员利用体外剥离工具,让他们控制和研究其他复杂的生化反应无干扰存在于生物体的相互作用。这加快了发现和优化过程,将通常会需要一年到几周内。

最终团队创建了一个过程,一次在高数周。这是然后驾驶在工业规模在120年升循环反应器连接到一个钢铁厂二氧化碳废物流。过程分析表明,锁在1.79公斤和1.17公斤的有限公司₂分别在丙酮和异丙醇后的最终产品每公斤抵消碳排放过程中。相比之下,化石燃料的方法排放2.55公斤,每公斤1.85千克的二氧化碳的丙酮和异丙醇,分别。

的一个关键特性是丙酮和异丙醇可以作为乙醇分离使用类似的技术,它允许我们使用相同的(LanzaTech)工厂基础设施和产品之间切换通过简单地改变微生物,”朱厄特解释说。这是一个范式转变的化工、植物通常目的建造一个特定产品和生产无法轻易改变。”

这个过程可以显著的环境效益,”说斯蒂芬•华莱士在爱丁堡大学的调查chemical-making微生物,英国。他尤其对生产率和规模。的生命周期分析发酵产生的气体明显优于相应的石化过程中,”他说。这表明,这一毒株能有效隔离有限公司₂攻读生物产生净负电,工业化学品,否则来自化石燃料。

这种技术的集成与现有的商业基础设施将简单的生物反应器和下游产品复苏的基础设施已经兼容的产品,”朱厄特说。“我们相信这里开发的框架将提供一个蓝图发展进一步减碳的化学生产过程,承诺重新定义未来的biomaking对地球和社会的健康。”