圣路易斯华盛顿大学的研究人员发现了一种训练微生物制造正丁醇的新方法。一组生物学家和工程师修改了沼泽红假单胞菌TIE-1 (TIE-1)，使其仅使用三种可再生且天然丰富的来源成分生产生物燃料：二氧化碳、太阳能电池板产生的电力和光。
由此产生的生物燃料正丁醇是一种碳中性燃料替代品，可与柴油或汽油混合使用。结果报告在通讯生物学杂志的开放获取论文中。
该研究的第一作者是麦凯维工程学院能源、环境与化学工程系博士研究生白伟。白博士于 2015 年至 2020 年在 Bose 艺术与科学实验室担任研究助理。白现在是 Amyris 的科学家，Amyris 是一家使用合成生物学制成的可持续成分制造商。
通过微生物电合成供养的微生物将自身直接附着在 MES 反应器内带负电的阴极上，这样它们就可以“吃”电。Bose 实验室之前的研究有助于阐明诸如 TIE-1 之类的微生物如何使用电子来固定二氧化碳，以及如何使用它们来制造可持续的生物塑料。
Bose 说，随着科学家对这些微生物的了解越来越多，它们的潜在用途越来越有希望，尽管她承认在将这些技术应用于工业规模之前需要进行改进。
其他研究人员此前曾探索过利用蓝藻等微生物来生产可持续的生物燃料。然而，这些类型的生物在光合作用过程中会产生氧气，这往往会限制它们合成生物燃料的效率，因为生物合成途径中涉及的许多酶对氧敏感。
为了探索如何利用 TIE-1 来生产生物燃料，Bai 和 Bose 构建了一种不能固氮的微生物突变形式。然后，科学家们将人工正丁醇生物合成途径引入到这个新的突变体中。
当氮气是唯一的氮源时，他们构建的微生物形态无法生长。因此，该版本的 TIE-1 将其努力用于生产正丁醇——在不显着增加电力消耗的情况下提高生物燃料的产量。
