改造 E. Coli，利用鎢從 CO2 製造可再生燃料

來自英國紐卡斯爾大學的研究人員設計了大腸桿菌，利用金屬鎢和氫氣 (H₂) 將二氧化碳 (CO₂) 轉化為甲酸，從而捕獲二氧化碳 (CO₂)。發表在《應用與環境微生物學》上的這項研究提出了將大氣中的二氧化碳轉化為可再生燃料的可能性。

通常，大腸桿菌中的一種酶會催化這種從甲酸生成 H₂ 和 CO₂ 的反應的逆轉。在自然界中，後者最為人所知的是螞蟻用來抵禦捕食者的一種醋複合酸（Formic 來自拉丁語“formica”，意思是螞蟻。）

為了逆轉大腸桿菌中的正常反應，研究人員讓細菌將鉬（一種通常是酶的關鍵部分的金屬）換成金屬W，方法是讓細菌在過量W的環境下生長。“這很容易做到，因為大腸桿菌不能輕易區分兩者之間的區別，”首席研究員Frank Sargent說。

“將鎢換成鉬改變了我們酶的特性，使其鎖定在二氧化碳捕獲模式，這樣酶就不能夠在二氧化碳捕獲和二氧化碳生產之間切換，”Dr. Sargent說。

研究人員使用一種特殊的加壓生物反應器，為了使微生物可以使用H₂ 和 CO₂，其中充滿了H₂ 和 CO₂。“它起作用了——細菌可以在氣壓下生長並利用二氧化碳製造甲酸，”Sargent 博士說。

Sargent 博士通過閱讀有關地球上生命出現的資訊，其中包括了初級文獻和科普書籍，進而發展出這個想法。三五十億年前，大氣中沒有氧氣，但二氧化碳和氫氣含量很高，細胞生命開始在海面以下 10000 米處進化。

那時，這些化合物需要轉化為所有生命賴以生存的碳水化合物。Sargent 博士說，這可能是通過一種當今較為不常見的方法來實現的，“例如我們在大腸桿菌中發現的酶，在催化劑鎢幫助下，將二氧化碳氫化成有機酸”。“我們想在實驗室裡試試這個，” Sargent 博士補充道。

“在世界各地，社會都瞭解應對氣候變化、開發可持續能源和減少浪費的重要性，” Sargent 博士說，“減少二氧化碳排放需要一系列不同的解決方案。生物學和微生物學在這一方面提供了一些令人興奮的選擇。”

“最終目標是使用來自生物氫的可再生氫氣，如在這項研究中，或由可再生電力提供動力的電解來捕獲浪費的二氧化碳，並將其轉化為甲酸，”Sargent 博士說，“關鍵是微生物使用甲酸鹽作為其唯一的碳源，然後我們可以製造可再生燃料、塑膠或化學品。這是一個真正迴圈生物經濟的願景，其中二氧化碳不斷產生、捕獲並返回市場。”

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