水藻变生物柴油不是梦 埃克森美孚伙拍基因公司取“首次突破”
点石成金是天方夜谭,不过用藻类变燃料就可能指日可待。全球市值最高石油公司埃克森美孚与美国加州一间生物公司合作,成功透过基因改造藻类,令藻类可用作燃料的脂类含量提高1倍,两间公司形容是藻类转化生物燃料技术的“首次突破”。
8年合作后,石油公司埃克森美孚(Exxon Mobil)与美国生物科技公司“合成基因组”(Synthetic Genomics Inc.)共同宣布,成功在不改变藻类生长时间的情况下,把一种名为Nannochloropsis gaditana的基因改造藻类脂类含量,从20%提高至40%。这次突破被认为是藻类生物燃料工业化生产的重要一步。相关研究成果已经在6月18日发表在生物科技权威期刊《自然-生物技术》(Nature Biotechnology)网上版。
目前生物燃料主要用玉米、黄豆等提炼而成,不过在生产这类作物时需要耗费大量能源,也可能造成更多二氧化碳排放,更重要的是人类粮食的一种。藻类以光、水和二氧化碳为养分生长,可减少大气中的二氧化碳含量。其体内亦有丰富脂肪可提炼生物燃料,亦可在盐水等恶劣环境下生存,被认为是理想的生物燃料。
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研究40载 提早至少10年突破技术瓶颈
从1970年起,就已经有研究用藻类产生的脂肪制造生物燃料。但在实验室的人工繁殖环境中,生物学家一直无法维持藻类快速生长的同时,保持藻类体内的脂肪水平以提炼足够的生物燃料。
埃克森美孚在2009年宣布与“合成基因组”合作,公司创办人文特尔(Craig Venter)是著名基因学家,他是其中一位最早进行人类基因排序的学者,并于2010年成功以合成基因制造首个细胞。当时埃克森美孚曾预期在2019年内可生产藻类生物燃料。
但研究过程不似预期顺利。2013年,现任美国国务卿、时任埃克森美孚行政总裁的蒂勒森(Rex Tillerson)承认,公司可能要在2038年才可以实现藻类生物燃料的工业化生产。如今两间公司公布喜讯,有可能提早工业生产藻类生物能源的时间。
改变基因 制造最具生产效率藻类
“合成基因组”藻类生物燃料部门经理阿贾维(Imad Ajjawi)及其他生物学家,使用包括CRISPR-Cas9基因编辑技术在内的多种改造工具,在一种名为Nannochloropsis gaditana的藻类中的9000个基因内,找到一种名为ZnCys的基因,并透过修改基因,成功把这类藻类的脂肪产量提高至野生同类的1倍,突破困扰业界多年的技术瓶颈。
目前有包括香港公开大学在内的很多机构研究藻类植物转化为生物柴油,但甚少机构能取得如此进展。彭博社引述“合成基因组”创办人文特尔称:“据我所知,目前没有其他机构能成功通过改变藻类的特性,达到了这一水平的(藻类)脂肪生产。”
工业化生产仍需时日
技术虽有重大突破,但目前仍未能可以进行工业化生产。阿贾维称,目前仍然有很多关于藻类生产生物燃料的实际问题要解决,包括藻类可能会引发的疾病,目前仍不清楚藻类在不同环境的生长情况。由于藻类的大量繁殖亦会引起红潮问题,美国国家环境局(EPA)亦希望藻类的规模化生产可以符合环境保护法规要求。
(综合报道)