2022年2月23日 星期三

從兔子便便裡發現的寶藏:自產乙醇梭菌(Clostridium autoethanogenum)

 

圖片來源:維基百科

人類很早就懂得利用微生物。利用啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)製作麵包與啤酒、乳酸桿菌(Lactobacillus)製作優酪乳,都有上萬年的歷史了。不過,發酵作用自從Chaim Weizmann在1916年發現可以用丙酮丁醇梭桿菌(Clostridium acetobutylicum)後,踏入了一個新紀元:人們可以透過發酵作用,生產極有價值的有機溶劑(丙酮等)。

但是發酵作用也不是十全十美的。首先,它需要消耗澱粉或糖,而這些都來自於穀物。根據估計,在2026年美國將會使用19%的農地進行生質乙醇的製造。另外,發酵作用會產生二氧化碳,而二氧化碳是溫室氣體。

這一切都即將改變。科學家從兔子的便便裡分離出了自產乙醇梭菌(Clostridium autoethanogenum),這隻細菌可以使用氫氣與一氧化碳來進行發酵,合成乙醇。由於這個反應不會產生二氧化碳,也不用消耗寶貴的糖,這使得科學家們非常地關注這隻超棒的菌。

當然,好東西也不是那麼容易取得的。科學家們發現自產乙醇梭菌不像酵母菌那麼容易被改造,不過他們從Weizmann的博士後研究員那裡得到了272隻梭菌。在進行了許多研究之後,他們終於能成功地駕馭這隻菌,讓它可以進行不產生二氧化碳的發酵作用,產生人類需要的有機溶劑了。

參考文獻:

Liew, F.E., Nogle, R., Abdalla, T. et al. Carbon-negative production of acetone and isopropanol by gas fermentation at industrial pilot scale. Nat Biotechnol (2022). https://doi.org/10.1038/s41587-021-01195-w

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