《藻类生产生物燃料研究取得新进展》

  • 来源专题:生物科技领域知识集成服务
  • 编译者: 丁陈君
  • 发布时间:2014-05-06
  • 实验室的成功并不代表放大试验后也能取得成功。来自美国密歇根州立大学(MSU)的科学家发明了一种环境光生物反应器,可提高藻类生物燃料从实验室成功走向工业化生产的几率。这种新系统名为ePBR,是世界上首个标准的藻类生长平台,和咖啡机一般大小,可调节光、温度、二氧化碳、氧气、水蒸气、养分和其他更多因素的变化,动态模拟自然环境。简单地说,ePBR类似于在罐子中的池塘,它有助于鉴定、培育和测试有可能从实验室扩大到工业化生产的藻类候选菌株。

    许多科学家都在寻找可能成为替代能源来源的藻类菌株,但往往遇到在实验室中表现良好的菌株到了放大试验时就失败的难题。ePBRs系统使科学家在实验室中复制自然条件,由此消除了许多在放大测试中可能出现的变数。经过不断优化调整,最新的模型更为环保,且测试不同菌株时噪音很小。ePBR系统还可以在世界上任何地方复制实验结果,是帮助研究人员复制实验条件,不断重复实验结果的工具。受ePBRs潜力的鼓舞,MSU已拆分成立了新的公司Phenometrics,专营此项业务。

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    • 来源专题:可再生能源
    • 编译者:pengh
    • 发布时间:2019-03-07
    • 为了提高可再生能源的可行性,蒙大拿州立大学的研究人员正在探索从藻类生产生物燃料的潜在突破。在美国能源部300万美元拨款的支持下,这个由托莱多大学和北卡罗莱纳大学科学家组成的研究小组正在进行一个为期三年的项目的早期阶段,该项目旨在开发一种生物燃料处理方法 密歇根州立大学Norm Asbjornson工程学院化学与生物工程系教授Robin Gerlach表示,该技术可以绕过长期以来阻碍该行业发展的一个限制。 “这可能会改变藻类生物燃料行业,”该项目的主要研究人员之一格拉赫说。 与大豆、骆驼和其他作物一样,藻类含有油性物质,可以提取并提炼成生物柴油。生物柴油不同于发酵生产的乙醇和其他以酒精为基础的液体燃料。通常,藻类是在大水箱中培养的,在那里注入二氧化碳以刺激微小的光合生物的生长。 人们对藻类生物燃料的兴趣在上世纪70年代能源短缺期间达到顶峰,此后随着油价的上涨而起伏不定。但Gerlach说,从燃煤电厂等来源向藻类提供补充二氧化碳的成本阻碍了商业生产。 现在,研究人员认为,最近发现的一种藻类只需要大气中的二氧化碳就可以培育出来。 “我们对此非常兴奋,”布伦特佩顿(Brent Peyton)说。Peyton和Gerlach等人一起在密歇根州立大学研究海藻生物燃料已经有十多年了。 这种名为SLA-04的藻类是由托莱多大学的研究人员在华盛顿东部的一个湖泊中发现的,该湖泊中含有大量类似小苏打的碳酸盐矿物质。佩顿说,在湖泊独特的环境中,这些藻类可以非常有效地代谢周围的二氧化碳。 Peyton说:“在过去,我们发现了一些藻类,并尝试用它们来制造生物燃料。”“现在我们正在使用最先进的工具来推进这项技术。这对于藻类生物燃料项目来说是非常先进的。 例如,该团队将对藻类的DNA进行测序,然后使用一种称为代谢映射的过程来识别哪些基因与藻类在各种条件下的生化策略相对应。 “最终,我们希望优化这些生物燃料生产策略,”化学和生物工程教授Ross Carlson说。例如,这些结果可以用来微调添加到培养槽中的碳酸盐矿物的数量。 MSU农业学院和文理学院微生物和免疫学副教授Blake Wiedenheft将利用代谢模型,探索利用名为CRISPR的基因组编辑技术,提高藻类生产生物燃料所需油脂的能力。 Wiedenheft说:“能成为这样一个有成就的研究团队的一员,我感到很幸运。”他补充说,该项目还可以为藻类生物学提供深入的见解,因为关于水生生物的基因组,还有很多未知的东西。 项目成员马修·菲尔兹(Matthew Fields)是密歇根州立大学生物膜工程中心(Center for Biofilm Engineering)主任,也是微生物学和免疫学教授。 他表示:“如果我们能找到一种成本效益更高的方法,我们可能会产生重大影响。”“这是一个重大的社会挑战,我们有动力为解决方案做出贡献。” ——文章发布于2019年2月20日
  • 《研究人员进一步找到将藻类转化为生物燃料的关键》

    • 来源专题:可再生能源
    • 编译者:chenss
    • 发布时间:2016-03-26
    • 佛罗里达大学食品与农业科学研究所的研究人员可能已发现将藻类转化为燃料的关键。 科学家发现了研究人员所谓的“转录因子”,名为ROC40。佛罗里达大学食品与农业科学研究所园艺学教授Bala Rathinasabapathi,把一个转录因子控制细胞内许多基因的作用比作一个警察控制一大群人。为了抽取藻类的油脂,科学家必须控制向藻类供氮。通过氮饥饿调节数百种蛋白质,使ROC40合成最多以诱导细胞达到产油最大值。这种高诱导蛋白启示科学家其可以发挥重要的生物学作用,前佛罗里达大学食品与农业科学研究所植物分子与细胞生物学博士生Elton Gonçalves说。事实上,该小组的研究表明,ROC40在藻细胞缺乏氮时可帮助控制油脂生产。 “我们对ROC40蛋白的发现表明它可能会增加参与微藻油的合成基因的表达,“Rathinasabapathi说。“这些信息用于生产生物燃料的藻类优势菌的发展是非常重要的,”Gonçalves说。“我们进行这项研究,是由于发展可再生能源作为未来几代石油基燃料的替代品的巨大的社会经济重要性。为了推进藻类生物燃料的大规模生产,竞争方案,很好地了解这些生物中的生物过程是基本的。” Rathinasabapathi说这个信息对于未来工程藻类在不控氮下过量产油具有价值。 微藻油脂为生物燃料提供了一个极好的可再生来源。藻类生长很快,可忍受极端的气候条件,不构成生物燃料作物那样的同时作为燃料和食物的问题。 难题是如果藻类被剥夺了氮,这些细胞会变得紧张,开始产生脂肪,但它们的生长速度减慢。如果藻类将成为一种商业上可行的燃料来源,科学家们必须确保它不仅能生产尽可能多的油,同时还可以尽可能快地生长。 Rathinasabapathi与Gonçalves合作这项研究,并已在植物学报(The Plant Journal)出版。其他合作者为:Sixue Chen,生物技术研究的跨学科中心的一部分——超滤膜蛋白质组学与质谱联用技术的副教授;Jodie Johnson,超滤膜的质谱设备助理研究员,以及Takuya Matsuo,日本名古屋大学助理教授。