修飾細胞壁可以增加細菌脂質

如果您想以更少甚至更少的價格創(chuàng)造可持續(xù)的生物燃料，您可以選擇多種選擇。其中一個選擇是去微生物，在微小但強大的細菌的幫助下，創(chuàng)造一系列可再生的生物燃料和化學品。在mBio最近發(fā)表的一項研究中，大湖生物能源研究中心(GLBRC)助理科學家Kim Lemmer和一個合作者團隊專注于微生物，報道了一種增加細菌脂質生成的新方法。這一發(fā)現有助于使微生物脂質成為石油衍生燃料和化學品的可行替代品。

“作為燃料來源，微生物脂質具有很大的潛力，”萊默說。“你可以在實驗室的受控環(huán)境中生成它們，而不會影響食物鏈。但挑戰(zhàn)在于如何生成足夠的脂質以使其在工業(yè)規(guī)模上可用。”為了應對這一挑戰(zhàn)，Lemmer和合作者著手更好地了解控制細菌Rhodobacter sphaeroides中脂質生成的系統。首先，他們創(chuàng)建并分析了超過11,000 種細菌突變菌株的文庫，以確定哪些菌株具有最高水平的脂肪酸。然而，當他們開始研究前十名時，他們沒有看到人們可能期望增加脂質生成的任何基因破壞。

“起初，我們查看了這個清單，對我們沒有任何意義，”萊默說。“但是當我們開始測試它們的特性時，我們驚訝地發(fā)現所有這些菌株對作用于細胞包膜的化合物的敏感性增加。”美國能源部環(huán)境分子科學實驗室的合作者開始用高倍顯微鏡檢查菌株。在那里，他們發(fā)現十個菌株的細胞包膜中有八個與原始的球形紅細菌菌株的長度或形狀有差異。

Lemmer和團隊隨后轉向工藝工程，在飼喂計劃中培育其中一種具有最高脂質產量的菌株，以促進細胞生長至非常高的密度。該方法產生的突變菌株的脂質比分批培養(yǎng)中觀察到的脂質多8倍。由于他們哄騙該菌株含有高達33%的脂肪酸重量，因此他們有效地將R. sphaeroides設計成“含油的”，或者將其大部分質量作為脂質積累。

“ 通過改變細胞包膜可以增加脂質生成的想法是全新的，”Lemmer說。“這些突變體的新特性表明，細胞包膜的類似變化也可能增加其他細菌的產量。”該團隊還注意到，一些細菌的油正在逃離細胞，這是一種可能受歡迎的現象，因為研究人員最終需要設計一種提取工業(yè)用油的方法。但Lemmer表示，未來的工作也將集中于對工作機制的基本了解。

“我們知道這些細菌正在發(fā)生新的事情，為我們提供石油生產，但我們不知道如何?；卮疬@個問題可以幫助我們進一步改善這些和其他有價值的化學品的生產，”她說。

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