蓝藻——俗称蓝藻——在光的帮助下可以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，人们还认为这种能力是为植物保留的。蓝绿藻现在也有可能成为饲料或燃料的供应商，特别是因为它们不需要耕地。研究结果发表在《美国国家科学院院刊》上。
油菜籽、鳄梨和橄榄树有什么共同之处?它们都被人类用来制造油或脂肪。然而，在光的帮助下从水和二氧化碳中产生油的能力是所有植物都具有的，从单细胞藻类到巨大的红杉。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Peter Dormann教授解释说:“我们现在第一次证明蓝藻细菌也可以做到这一点。”“这完全是一个惊喜，不仅对我们来说。”
到目前为止，专家们一直认为蓝藻细菌缺乏这种特性。毕竟，它们实际上是细菌，即使它们的俗名“蓝藻”表明它们不是细菌。因此，它们在许多方面与植物有很大的不同:与橄榄树相比，蓝藻细菌与大肠杆菌的关系更近。多尔曼说:“文献中确实有古代的报告说，蓝藻细菌可以含有石油。”“但这些从未得到证实。”
这位科学家多年来一直在IMBIO从事一种酶的研究，这种酶可以催化植物中石油合成的一个步骤。这种酶在叶绿体中是活跃的，叶绿体是负责光合作用的绿色细胞成分。正是由于这些，植物才能在阳光的帮助下产生高能量的化合物。
许多科学家怀疑叶绿体最初来自蓝藻。这是因为它们不像其他细菌，它们也能通过释放氧气来进行植物特有的光合作用。根据这一理论，十亿多年前，一个原始植物细胞“吞噬”了一个蓝藻细菌。然后细菌在细胞中存活，并为细胞提供光合作用产物。“如果这种内共生假说是正确的，那么叶绿体的油合成酶可能最初来自蓝藻，”Dormann解释说。
类似于植物的油合成酶
他和他的博士生Mohammed Aizouq一起探索这种可能性。科学家们在各种蓝藻菌的基因组中寻找一种基因，这种基因与参与植物油合成的酶的基因组成类似。他们成功地在蓝绿藻中发现了一种叫做酰基转移酶的基因;植物酶也属于这一类。进一步的试验表明，蓝藻细菌确实能利用这种酶生产石油，即使数量很少。
从进化生物学的角度来看，这一结果很有趣:它表明，植物叶绿体中的某些油合成机制可能起源于蓝藻。然而，今天的植物主要利用其他代谢途径来产生油。此外，这一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，与油菜籽等油料植物不同，蓝藻不需要耕地就能生长——一个有培养基和足够的光和热的容器就足够了。
这可能使它们适用于沙漠，例如，在那里它们可以被用来生产汽车发动机的油，而不需要与粮食作物竞争。特别是因为燃烧只会释放二氧化碳，而这些二氧化碳是蓝细菌在石油生产过程中从空气中提取的。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藻菌结合了相当数量的温室气体。据估计，如果没有它们的贡献，大气中二氧化碳的浓度将是现在的两倍。
“类似的实验已经在绿藻上进行了，”Dormann解释道。“然而，这些更难以维持;此外，很难通过生物技术优化来达到最高的石油产量。”这可能与蓝藻不同。波恩大学研究的物种只生产非常少量的石油。“尽管如此，其他物种的生产力还是很有可能要高得多，”这位生物学家说。此外，蓝藻可以相对容易地进行基因改造，就像其他细菌一样。“因此，利用生物技术手段再次显著提高石油产量是完全有可能的。”
——文章发布于2020年3月5日
