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  • 工程师开发出新的酵母菌株以增强生物燃料和生化产品的产量

     时间:2021-01-26 20:05:06  来源:

    德克萨斯大学奥斯汀分校的科克雷尔工程学院的研究人员结合了代谢工程学和定向进化技术,开发出了一种新的突变酵母菌株,该菌株可以导致更高效的生物燃料生产过程,从而使生物燃料在经济上更具竞争力。常规燃料。他们的发现发表在3月的代谢工程杂志上。

    除生物燃料外,新的酵母菌株还可以用于生化生产,以生产油脂类化学品,这些化学品传统上来源于动植物脂肪和石油,可用于制造各种家用产品。

    麦凯塔化学工程系副教授Hal Alper和他的团队设计了一种特殊类型的酵母细胞解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica),并显着增强了其将单糖转化为油脂(称为脂质)的能力。用于代替石油衍生产品。Alper的发现与美国能源部从非食品生物质材料开发可再生且具有成本竞争力的生物燃料的努力相吻合。

    阿尔珀说:“我们重新设计的菌株是朝着可持续和可再生生产生物柴油等燃料迈进的垫脚石。”“此外,这项工作有助于实现能源独立的总体目标。”

    此前,Alper团队成功地将基因工程酵母细胞与普通食糖结合在一起,生产出Alper所说的“可再生版本的甜原油”(一种优质石油)。在此方法的基础上,研究小组使用了进化工程策略的组合,创建了新的耶氏酵母突变菌株,该菌株在较短的时间内产生的脂质比以前的菌株高1.6倍,达到每升40克的水平。可以使酵母细胞成为制造生物燃料的可行平台。该菌株的高脂质产量使其成为将糖转化为脂质的最有效的有机体之一。另外,所得细胞产生这些脂质的速率是先前菌株的2.5倍以上。

    Alper说:“我们基于细胞的平台的重大改进使这些细胞能够在生物燃料行业中竞争。”“我们的浓度值已经开始与其他工业燃料工艺中的浓度值保持一致。”

    Alper和他的团队通过代谢工程和定向进化相结合的方法提高了耶氏酵母的性能,这与自然选择过程一样,旨在鉴定和培养高性能细胞。在这项工作中,研究人员认识到,脂质含量高的细胞会漂浮到试管的顶部,而脂质含量低的细胞会沉淀到底部。研究人员使用这种“漂浮细胞方案”来确定表现最佳的细胞。

    研究人员使用这些高性能细胞(产生更多脂质和更快速度的细胞)来获得功能增强的最终酵母。

    Alper说:“我们能够通过涉及突变和选择的定向进化过程来对菌株进行迭代,并且在每个循环中我们都能使事情变得越来越好。”

    除了使用脂质作为生物燃料之外,基于细胞的平台还能够生产油脂化学物质,包括营养性多不饱和脂肪酸,蜡,润滑剂,油,工业溶剂,化妆品以及一种称为营养保健品的维生素补充剂。

    研究人员的方法和平台正在申请专利。Alper的实验室正在继续研究改善酵母菌株如何将糖转化为脂质的方法,以及它们可产生的脂质产品的类型。

     

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