原来蓝藻可以生产石油!

蓝细菌-俗称蓝藻-可以借助光从水和二氧化碳中产生油。波恩大学最近的一项研究表明了这一点。结果是出乎意料的:直到现在,人们都认为这种能力是为植物保留的。

蓝藻作为饲料或燃料的供应商现在也可能会引起人们的兴趣,特别是因为它们不需要耕地。结果现已发表在PNAS杂志上。油菜,鳄梨和橄榄树有什么共同点?它们都被人类用作油脂的生产者。

但是,借助光从水和二氧化碳中产生石油的能力,对于从单细胞藻类到巨型红杉树的所有植物而言,基本上都是共有的。波恩大学植物分子生理学和生物技术研究所(IMBIO)的生物学家PeterDörmann教授解释说:“我们现在首次证明了蓝细菌可以做到这一点。” “这不仅给我们带来了完全的惊喜。”

到目前为止,专家们一直认为蓝细菌缺乏这种特性。毕竟,它们实际上是细菌,即使其琐碎的名字“蓝绿藻”暗示了这一点。因此,它们在许多方面与植物有很大不同:蓝细菌与肠道细菌大肠杆菌的关系比与橄榄树的关系更紧密。“在文献中确实有古老的报道说蓝细菌可以包含油,”德尔曼说。“但是这些从未得到证实。”

这位科学家已经在IMBIO工作了多年,致力于开发一种酶,该酶催化植物中油脂合成的步骤之一。该酶在叶绿体中起作用,叶绿体是负责光合作用的绿色细胞成分。正是由于这些,植物可以在阳光的帮助下生产出能量丰富的化合物。

许多科学家怀疑叶绿体最初来自蓝细菌。这是因为它们与所有其他细菌类不同,还通过释放氧气来控制植物典型的光合作用。根据这一理论,十亿多年前,原始植物细胞“吞噬了”蓝细菌。

细菌然后在细胞中存活并向其提供光合作用产物。Dörmann解释说:“如果这种共生体假说是正确的,那么叶绿体的油脂合成酶可能最初来自蓝细菌。”

与植物相似的油脂合成酶

他与他的博士生Mohammed Aizouq一起追求这种可能性。科学家在各种蓝细菌的基因组中搜索了一个与植物油合成中涉及的酶的基因组成相似的基因。

成功的结果是:他们在蓝藻中发现了一种所谓的酰基转移酶基因;植物酶也属于这一类。进一步的测试表明,即使只是少量,蓝细菌实际上也确实会利用这种酶产生油脂。

一方面,从进化生物学的角度来看,这一结果很有趣:表明植物叶绿体中石油合成机制的某些部分可能源自蓝细菌。但是,当今的植物主要利用其他代谢途径来生产油。

此外,结果可能为生产动物饲料或生物燃料开辟新的可能性。这是因为,与油菜籽(如油菜籽)不同,蓝细菌不需要耕地才能生长-装有培养基的容器以及足够的光和热就足以满足他们的需求。

例如,这可能使它们适用于沙漠,在沙漠中,它们可用于生产汽车发动机用油而无需与粮食作物竞争。特别是由于燃烧只会释放出蓝藻细菌在采油过程中先前从空气中提取的二氧化碳。

因此,微生物将为气候保护做出贡献。无论如何,生活在世界海洋中的蓝细菌会吸收大量的温室气体。据估计,如果没有它们的贡献,大气中二氧化碳的浓度将是原来的两倍。

“关于绿藻的类似实验已经在进行中,”Dörmann解释说。“但是,它们更难以维护;而且,它们不易通过生物技术优化以实现最高的石油生产率。” 蓝细菌可能与此不同。

在波恩大学研究的物种仅产生少量的油。这位生物学家说:“尽管如此,其他物种的生产力仍然很有可能。” 此外,类似于其他细菌,蓝绿藻可以相对容易地进行基因修饰。“因此,肯定有可能通过生物技术手段再次大大提高石油产量。”

文章来源:sciencedaily

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