修飾細(xì)胞壁可以增加細(xì)菌脂質(zhì)

如果您想以更少甚至更少的價(jià)格創(chuàng)造可持續(xù)的生物燃料，您可以選擇多種選擇。其中一個(gè)選擇是去微生物，在微小但強(qiáng)大的細(xì)菌的幫助下，創(chuàng)造一系列可再生的生物燃料和化學(xué)品。在mBio最近發(fā)表的一項(xiàng)研究中，大湖生物能源研究中心(GLBRC)助理科學(xué)家Kim Lemmer和一個(gè)合作者團(tuán)隊(duì)專注于微生物，報(bào)道了一種增加細(xì)菌脂質(zhì)生成的新方法。這一發(fā)現(xiàn)有助于使微生物脂質(zhì)成為石油衍生燃料和化學(xué)品的可行替代品。

“作為燃料來源，微生物脂質(zhì)具有很大的潛力，”萊默說。“你可以在實(shí)驗(yàn)室的受控環(huán)境中生成它們，而不會(huì)影響食物鏈。但挑戰(zhàn)在于如何生成足夠的脂質(zhì)以使其在工業(yè)規(guī)模上可用。”為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，Lemmer和合作者著手更好地了解控制細(xì)菌Rhodobacter sphaeroides中脂質(zhì)生成的系統(tǒng)。首先，他們創(chuàng)建并分析了超過11,000 種細(xì)菌突變菌株的文庫，以確定哪些菌株具有最高水平的脂肪酸。然而，當(dāng)他們開始研究前十名時(shí)，他們沒有看到人們可能期望增加脂質(zhì)生成的任何基因破壞。

“起初，我們查看了這個(gè)清單，對(duì)我們沒有任何意義，”萊默說。“但是當(dāng)我們開始測試它們的特性時(shí)，我們驚訝地發(fā)現(xiàn)所有這些菌株對(duì)作用于細(xì)胞包膜的化合物的敏感性增加。”美國能源部環(huán)境分子科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的合作者開始用高倍顯微鏡檢查菌株。在那里，他們發(fā)現(xiàn)十個(gè)菌株的細(xì)胞包膜中有八個(gè)與原始的球形紅細(xì)菌菌株的長度或形狀有差異。

Lemmer和團(tuán)隊(duì)隨后轉(zhuǎn)向工藝工程，在飼喂計(jì)劃中培育其中一種具有最高脂質(zhì)產(chǎn)量的菌株，以促進(jìn)細(xì)胞生長至非常高的密度。該方法產(chǎn)生的突變菌株的脂質(zhì)比分批培養(yǎng)中觀察到的脂質(zhì)多8倍。由于他們哄騙該菌株含有高達(dá)33%的脂肪酸重量，因此他們有效地將R. sphaeroides設(shè)計(jì)成“含油的”，或者將其大部分質(zhì)量作為脂質(zhì)積累。

“ 通過改變細(xì)胞包膜可以增加脂質(zhì)生成的想法是全新的，”Lemmer說。“這些突變體的新特性表明，細(xì)胞包膜的類似變化也可能增加其他細(xì)菌的產(chǎn)量。”該團(tuán)隊(duì)還注意到，一些細(xì)菌的油正在逃離細(xì)胞，這是一種可能受歡迎的現(xiàn)象，因?yàn)檠芯咳藛T最終需要設(shè)計(jì)一種提取工業(yè)用油的方法。但Lemmer表示，未來的工作也將集中于對(duì)工作機(jī)制的基本了解。

“我們知道這些細(xì)菌正在發(fā)生新的事情，為我們提供石油生產(chǎn)，但我們不知道如何?；卮疬@個(gè)問題可以幫助我們進(jìn)一步改善這些和其他有價(jià)值的化學(xué)品的生產(chǎn)，”她說。

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