這一基因工程成果發表在本月雜志《應用與環境微生物學》(Applied and Environmental Microbiology)上，這一成果是一個單一的有機體，它攝入纖維素，制成異丁醇。詹姆斯·廖說，產量和轉化率都很低，但是他說，這種“原理循證”可能是開發過程中棘手的部分。 “其余的相對簡單。不是不重要，而是簡單。它就成了一個資金和資源的問題，”詹姆斯·廖說。
丁醇(Butanol)一種很有前途的下一代生物燃料，包含的能量多于乙醇(ethanol)，而且可以通過石油管道傳送。但是，就像乙醇一樣，生物丁醇生產也是集中使用食用原料，比如甜菜、玉米淀粉和甘蔗。
現在，加州大學洛杉磯分校(University of California, Los Angeles)生物分子工程師詹姆斯·廖(James Liao)，已開發出兩種方法，使丁醇擺脫對糧食作物的依賴。詹姆斯·廖示范的直接從纖維素向丁醇轉化，可以降低成本，生產纖維素生物燃料，這一成本目前還過高。他的蛋白質為基礎的工藝，為生物燃料領域提供了全新的原料選擇。雖然它們是可再生能源，但是，生物燃料面臨著攻擊，這些攻擊來自環境和食品活動家，生物丁醇(biobutanol)也不例外：**代生物丁醇廠正在開發中，它們的運行將依賴玉米為基礎的糖和淀粉。“丁醇有一些技術優勢，但真正的問題，是用于制造一加侖燃料的作物數量，”杰里米·馬丁(Jeremy Martin)說，他是一位**科學家，在憂思科學家聯盟(Union of Concerned scientists)，這個聯盟是馬薩諸塞州(Massachusetts)劍橋(Cambridge)的一個吁請團，屬于一個廣泛聯盟的一部分，他們推動國會結束對玉米乙醇利潤豐厚的稅收抵免(tax credits)。
詹姆斯·廖的**可能終止生物丁醇與玉米的關聯，這種關聯，具有諷刺意味的是，部分原因是他造成的。2008年，詹姆斯·廖開發出一種微生物途徑，可以把糖轉換為異丁醇(isobutanol)，就是丁醇的一種高辛烷值(high-octane)的異構體。這些計劃就是轉向生物燃料生產，采用的是生物質原料，如柳枝稷，玉米秸稈，甘蔗渣(或植物殘體)的，但是，進展很慢，這是由于成本較高。美國環境保護機構(U.S. Environmental Protection Agency)的指令是，今年只使用660萬加侖的纖維素乙醇，不到3%的2.50億加侖的目標，這一目標是美國國會四年前設定的。障礙來自需要增加加工步驟，用以分解這些纖維素原料，從而產生糖，進行發酵;這種加工大大提升了成本，使生產設施難以融資。
詹姆斯·廖的直接從纖維素轉為丁醇的工藝，在開發中與橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National Laboratory)的研究人員合作，這種工藝有望簡化過程，擴展發酵微生物的性能。關鍵是增加了詹姆斯.廖的從糖到異丁醇的方法，增加到一種微生物，就是解纖維梭菌，就像是喜歡咀嚼生物質，但通常不會制成丁醇。初，這種微生物的分離是來自草堆肥(composted grass)，兩年前，美國能源部聯合基因組研究所(Joint Genome Institute)完成了它的基因組排列。
下一步是進行基因改良，形成生長較快的梭菌變體或其他微生物。詹姆斯·廖打賭說，這一技術準備好生產，只需要短短兩年。
詹姆斯·廖說，有可能創造一種再生生產系統，其中，生產異丁醇的微生物可以持續，就采用藻類蛋白，以及工業發酵殘余物，這是回收利用前一輪的丁醇生產。像藻類一樣，發酵殘留物主要成分是蛋白質。
“這些結果表明，使用蛋白質進行生物煉制是可行的，”詹姆斯·遼和加州大學洛杉磯分校(UCLA)的同事們這個月的《自然生物技術》雜志上說。
詹姆斯·廖說，利用蛋白質進行生物煉制，制成異丁醇，這有可能在5至10年內實現，因此，纖維素異丁醇很可能首先到來。他承認，藻類為基礎的蛋白原料，就像纖維素生物質一樣，可能產生不可預見的成本。但有一點是肯定的，詹姆斯?廖說：“它們當然更具有可持續性，勝過石油、煤或糖。”
滬公網安備 31011002002624號
