科学家找到独霸微生物花费塑料等化工产品材料的全新编制

外埠时分 8 月 27 日 ，科学在最新一期的家找《科学》期刊中，来自美国动力部橡树岭国度考验考验室（ORNL ）、到独等化东南承平洋国度考验考验室、霸微编制科罗拉多州立除夜学和俄亥俄州立除夜学的生物塑料研究人员合营宣布了一项重磅研究下场：一种独霸微生物花费乙烯的全新编制。此外 ，花费该研究还创作创造了一种前所未知的工产细菌建造甲烷这类温室气体的编制。

尽人皆知
，品材乙烯在化学财富中被普及用于建造几近全数的全新塑料
 ，是科学制功课中独霸量最除夜的无机化合物。不单如斯，家找乙烯仍是到独等化一种极端次要的根本化工材料，乙烯及其下流衍生物是霸微编制花费塑料
、粘合剂、生物塑料冷却剂 、花费橡胶和一些往常产品的次要材料 。如今
，花费乙烯的材料次要有石脑油 、乙烷 、液化石油气和煤（甲醇）四除夜类。

研究人员展示，这一创作创造有看庖代往后独霸化石燃料花费乙烯的高耗能编制，从而为乙烯的建造供给一条埋伏生物花费路途 。

该研究的次要作者
、俄亥俄州立除夜学微生物学研究科学家 Justin North 展示 ，“ 独霸细菌来花费乙烯和甲烷的过程，大年夜大年夜约在制功课中具有特别很是除夜的价值
，我们已打破了花费除夜量乙烯气体的次要技能遏制，庖代以往独霸化石燃料源来花费乙烯进而建造塑料的传统编制。”

North 补偿道 ：“当然培养这些菌株来花费除夜量的 
、可用于财富花费的乙烯气体 ，另有良多工作要做，但这扇除夜门已翻开 。”

有时考验考验促进重除夜创作创造

这项研究始于俄亥俄州立除夜学，事前 Robert Tabita 正带领着一项关于光合细菌的碳结实和氮、硫代谢的研究 。作为 Tabita 团队的一员，North 决意在窘蹙硫的气候下，测量红螺螺旋藻细菌和不百口族中的其他微生物破钞和排放的气体
。

就在这个过程中，他诧异地创作创造了乙烯 。

North 说 ：“ 我们晓得这些细菌正在产生发火氢气并破钞二氧化碳，可是它们在建造除夜量的乙烯气体 ，是很稀少的。是以我们试图往体味细菌是若何做到这一点的 ，因为还没有已知的化学回响还可以诠释这一气候。”

North 和他在俄亥俄州立除夜学的同事们研究了这类新的代谢过程 ，他们独霸放射性化合物来追踪微生物的前体和甲硫氨酸和乙烯的产生发火 。可是，他们还需求一种不合圭表类型的分化生物技能，来在该路途和酶之间创建关头的联络。

是以，Tabita 找到了带领着美国橡树岭国度考验考验室生物质谱小组的 Bob Hettich，他们分袂在低硫产生发火乙烯和高硫不产生发火乙烯的两种不合前提下，对这些光合细菌中存在的蛋白质组举办了斗劲分化。

美国橡树岭国度考验考验室生物质谱小组的 Bob Hettich独霸一种出格的质谱技能来分化微生物蛋白质组（本源：美国动力部Carlos Jones／ORNL）

Hettich 研究小组此前已斥地出了一种前沿的编制 ，独霸质谱对微生物琐细的蛋白质组举办表征，这类技能可以切确测量不合分子的质量和断裂路途，并供给有关筹划和构成的具体信息 。Hettich 和 ORNL 博士后研究员 Weili Xiong 从低硫和高硫琐细中剖断出了数千种蛋白质，并分化了它们的绝对丰度 ，从而断定了多半蛋白质
 ，以便进一步表征。

Hettich 说：“ 我们创作创造了一个惊人的不合 ”。数据展示 ，一个近似固氮酶的蛋白质在低硫产生发火乙烯样品中的含量超出超出近 50 倍 。当硫含量较低时，一些与铁和硫相干的蛋白质也除夜量添加了，这注解硫代谢大年夜大年夜约存在一条新的路途 。

可是 ，在基因诠释中
，近似固氮酶的蛋白质与具有近似 DNA 序列的固氮酶回为一组 ，并且已知它们能将除夜气中的氮气转化为氨气。

微生物中近似固氮酶的出格蛋白质，与挥发性无机硫化合物独霸有关（本源：Science）

Hettich 展示，有时基因或基因家族的定名或诠释大年夜大年夜约会产生发火误导，名字展示了次要下场。理论上 ，该基因大年夜大年夜约具有次要下场 ，可以说是在打夜工
，或它理论上大年夜大年夜约在做无缺不合的工作。

“可是数据就是数据。假定你以切确地的编制运转测量 ，即便你不晓得先验谜底，那么数据也将展示出个中真实的联络
。”Hettich 说 。

有了这些关头的蛋白质组数据 ，俄亥俄州立除夜学的研究人员和科罗拉多州立除夜学及承平洋东南国度考验考验室的同事们举办了一系列独霸细菌基因组的考验考验 ，以包含或移除基因簇 Rru＿A0793－Rru＿A0796。

这些基因的删除和更调就像开关一样封锁和开启了细菌中乙烯的花费过程 ，即固氮酶裂解碳硫键 ，将 2－甲硫基乙醇恢复成建造甲硫氨酸的前体 ，在该路途中从而产生发火副产品乙烯  。该研究也证了然该基因及其编码的酶对该乙烯代谢路途的次要性 。

Tabita 将这项研究描摹为是一次欢愉的不测下场，他说：“ 这项研究触及两所除夜学和两个国度考验考验室的合作研究和专业常识 ，最初，我们的研究方针是一个与这项创作创造无缺不相干的研究问题，是以可以说这是一个‘有时的创作创造经常会带来次要的盼看’的完竣例子。”