有效地“开启”细菌以生产高价值化学品

时间：2021-06-15 16:49:55 来源：

用于生物燃料和药物的高价值化学品可以通过改变其化学性质来生产新产品的细菌制成。华威大学的研究人员找到了一种方法来大幅降低打开这些开关的成本。

从食品防腐剂到药品和化妆品，甚至生物燃料，我们几乎在所有物品中都使用化学品。其中许多是石化衍生物，因此它们的合成是不可持续的。因此，必须寻求以工业规模、可持续和廉价的替代方法来制造化学品——为更绿色、更清洁的未来铺平道路。

细菌可以被视为自然界的微型化学工厂，许多研究人员正试图了解如何重新连接它们复杂的化学反应网络，以将葡萄糖等廉价原料转化为有用的化学产品供我们使用。使用基因开关来重定向细菌的化学反应是合成生物学领域一个令人兴奋的发展。

通常，通过添加一种称为诱导剂的化学物质来开启基因开关。然而，诱导器很昂贵，并且通常需要不断添加以防止关闭，类似于“带有弹簧的电灯开关”，当您松开时它会关闭。这使得这种转换方法成本高昂，因此在经济上不可行扩大工业生产。

华威大学工程学院的研究人员在发表于《自然通讯》杂志上的论文“设计不可逆的代谢开关以可扩展地诱导微生物化学生产”中，找到了一种将细菌转换为化学生产模式的廉价方法。

在工程学院沃里克综合合成生物学中心的 Ahmad A. Mannan 博士和 Declan G. Bates 教授的带领下，新的理论研究调查了如何利用来自大肠杆菌的生物传感器对油酸等廉价天然营养素做出反应来创建开关.使用数学模型和通常用于飞行控制系统的反馈控制回路的工程原理，他们发现了如何在细菌中设计一个基因开关，以消除恢复“弹簧”，这样只需添加一个廉价的天然营养素脉冲就可以切换电池永久地转向化学生产模式——大大降低了成本。

来自沃里克工程学院综合合成生物学中心的 Ahmad Mannan 博士评论说：“将细菌永久地切换到化学生产模式的能力是朝着实现经济上可行的微生物化学生产扩大规模迈出的一大步。这种转换应该广泛适用于许多与工业相关的微生物和几乎任何化学品的合成——合成生物学工具箱中的一个多功能组件。我们研究的下一步将是揭示原理，以了解在化学路线图中应用这一点“红绿灯”，也许希望与工业合作，在那里它可以很容易地融入现有的发酵过程。”

沃里克工程学院综合合成生物学中心的德克兰·贝茨教授补充说：“我们的工作利用尖端的合成生物学技术，为在实验室中构建拟议的不可逆开关奠定了框架。我们的工作不仅可以改变方式化学工业制造高价值化学品，它还有助于实现人类如何摆脱对不可再生资源的依赖，实现生物化学品的可持续合成，以实现更绿色、更清洁的未来。”

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