據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)5月15日報道，美國聯(lián)合生物能源研究所（JBEI）通過新的實(shí)驗(yàn)方法和基因測序分析，發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌耐受有毒鹽溶液的生理機(jī) 制，有望大大提高微生物抵抗生物燃料生產(chǎn)過程中所使用的鹽溶液毒性的能力。研究人員指出，該研究可作為耐離子液微生物基因工程的基礎(chǔ)，帶來更高效的生物燃 料生產(chǎn)工藝。相關(guān)論文發(fā)表在5月14日的《美國國家科學(xué)院學(xué)報》網(wǎng)站上。

用植物纖維素制造生物燃料要經(jīng)過復(fù)雜的工序和化學(xué)預(yù)處理，讓木質(zhì)纖維素更容易被微生物消化，這些微生物含有特殊的酶。但用于化學(xué)預(yù)處理的鹽溶液對這些微生物來說卻是“有毒”的。

“找到能耐受鹽溶液的微生物并理解它們的耐鹽機(jī)制，有助于大大提高生物燃料的產(chǎn)量。”領(lǐng)導(dǎo)該研究的勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室的邁克爾·希倫說， “比如森林腐殖土中的微生物，能產(chǎn)生高效的酶分解木質(zhì)纖維，適應(yīng)環(huán)境變化壓力。利用這些有益特性，通過基因工程改造現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室菌種，能讓它們在生產(chǎn)生物 燃料的過程中對有毒鹽溶液的耐受性更強(qiáng)，生產(chǎn)效率更高。”

研究人員分離了一種在熱帶雨林土壤中發(fā)現(xiàn)的腸桿菌屬細(xì)菌（SCF1），它們能分解植物木質(zhì)纖維，并且在相對高濃度的鹽溶液中長勢良好，這些鹽溶液對其他菌種來說是高毒性的。

他們對SCF1的基因組進(jìn)行了測序，發(fā)現(xiàn)了多種代謝反應(yīng)，并將這些反應(yīng)繪成圖譜。還用高通量生長化驗(yàn)和細(xì)胞膜成分分析方法，研究了SCF1耐受高濃 度鹽溶液的機(jī)制，并測定了它的所有變異基因。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該細(xì)菌能抵抗鹽溶液毒性是因?yàn)樗鼈兡苷{(diào)節(jié)細(xì)胞膜的成分，降低細(xì)胞滲透性，并增加一種蛋白質(zhì)的運(yùn)送， 在有毒物質(zhì)傷害細(xì)胞之前，將毒物“泵”出細(xì)胞外。

利用生物質(zhì)生產(chǎn)液態(tài)生物燃料可減少人們對化石燃料的依賴，減少溫室氣體排放，是一種很有前景的技術(shù)。希倫說：“尋找并分析和SCF1有類似性質(zhì)的微生物，將為生物燃料工業(yè)帶來極大利益。我們的發(fā)現(xiàn)可作為耐離子液微生物基因工程的基礎(chǔ)，帶來更高效的生物燃料生產(chǎn)工藝。