通常情况下，单一化学品可以成为各个行业的焦点，与香精，香料，电子产品，聚合物和特种溶剂完全不同。然而，丙二酸在汽车涂料，可生物降解聚合物，外科粘合剂，食品和药物添加剂等方面的应用 - 仅举几例 - 可以达到数十亿美元的综合市场规模。
如今，丙二酸生产需要基于石油氰化钠的环境毒性化学品，这是一种高毒性化学品，具有重大的健康和环境风险。例如，2015年天津一家工厂发生爆炸，造成“数百吨”的氰化钠死亡人数超过100人，并将有毒物质喷入周边地区，引起公众和政府的强烈抗议。诸如此类的风险意味着诸如美国或欧盟的国家。不愿生产丙二酸;因此，世界上几乎所有6万吨的年供应都是在中国生产的。显然，迫切需要一种更便宜，毒性更低的丙二酸生产方法。
Bay Area公司Lygos的联合创始人兼首席执行官Eric Steen拥有解决方案。而且，它只是Lygos技术平台所支持的许多化学品和工艺。
发酵：可持续生产丙二酸的秘诀
自20世纪90年代以来，美国能源部一直在寻求更好的方法来生产丙二酸，例如通过微生物发酵。然而，这种方法说起来容易做起来难 - 没有微生物自然产生丙二酸，而之前的工程设计失败了。
直到2012年，就是这样。
加州大学伯克利分校的毕业生Eric Steen是编程微生物的专家，将糖转化为燃料。斯蒂恩在中西部长大，很早就认识到玉米糖可能代表着一个巨大的材料生产市场。虽然他最初的工作是生物燃料，但斯蒂恩很快开始关注一个新的目标：石化行业生产的有毒化学品。
来自美国能源部的150,000美元，Steen和他的联合创始人Jeffrey Dietrich和Clem Fortman完成了一项任务：创造一种能够产生丙二酸的耐酸酵母菌株。三个月后，数以百万计的酶变种，他们成功了 - 而Lygos诞生了。
“我们的使命是用生物技术取代石化的有毒区域。有一个真正的大好机会与石化进行正面交锋并用生物化学方法击败它。这就是Lygos一直以来所做的事情，这就是我们创立公司的目标，而这就是我们今天仍在使用的使命，“斯蒂恩说。
全栈解决方案
自第一次尤里卡时刻以来，利哥斯已经走了很长一段路。 2015年，该公司与劳伦斯伯克利国家实验室的先进生物燃料工艺示范单位一起宣布，首次从其“增压”酵母菌株中试规模生产丙二酸，正如斯蒂恩所称。该菌株生长非常迅速，并且能够在大多数微生物不能的条件下存活，例如由丙二酸产生的酸性环境。但拥有微生物只是故事的一部分。 Lygos团队还开发了一个软件平台，其中包含一整套遗传工具，可用于快速微生物工程。 Steen说，这可以将其用于丙二酸以外的其他酸性化学品，扩大其微生物的市场和影响。
“这不只是设计微生物，这只是成功所需工作的一小部分，”斯蒂恩说。 “我们是一家全栈公司，我们在通过最终纯化产品设计生物体方面做A到Z.”
斯蒂恩认为，Lygos作为一家全栈公司的成功归功于为他工作的多学科专家团队。 Lygos的55名员工分为专注于生物学，代谢工程，发酵和净化的团队。通过与能源部运营的敏捷生物技术公司和其他机构的合作，他们还可以访问世界级的生物信息学家和机器学习科学家。
生物技术大卫与石化歌利亚
但是，利用生物技术瞄准石化行业可能会让年轻的牧羊人大卫与非利士战士歌利亚相撞。斯蒂恩听到的最大批评之一是生物技术“太慢”。
“从某种意义上说，我笑了一点，”斯蒂恩说，“因为[他们]有一百多年才能真正站稳脚跟并发展这个庞大的行业。”他说，生物技术有一个学习曲线，但事情是移动得更快。
“这是生物技术领域最激动人心的时刻之一。第一版是PCR时刻......而诺贝尔奖获奖技术已经影响了所有进行生物学研究的人。然后我们通过限制酶，现在我们有软件，CRISPR，廉价，丰富的DNA和高通量机器人自动化 - 这就是我们今天的版本3.0。我们变得越来越快，我们开始看到发生巨大的动力。“
Steen表示，可持续丙二酸生产潜在影响最大的领域之一是汽车行业。如果你拥有一辆汽车，它上面的油漆最有可能在加热到450华氏度的一英里长的烤箱中固化。但丙二酸的一种变体丙二酸可以通过促进低温涂层来改变汽车工业。 Steen说，丙二酸也是香精香料行业的一种重要化学品，它提供了一个更加面向消费者的自然产品角度 - 一个非常令人兴奋的市场。
可以从可持续丙二酸生产中受益的最大行业之一是汽车行业。来自Pexels的Jens Mahnke摄
通过发酵生产丙二酸也会对制造商的碳足迹产生巨大影响。根据Lygos的DOE小企业代金券计划项目页面，“一个生产5万吨丙二酸的商业丙二酸工厂将有效防止每年估计有63,000公吨的热量吸收二氧化碳进入大气层，相当于从美国道路上拆除13,000辆汽车的数量。“这只是消除了制造化学品的毒性效应，并没有考虑到消除汽车制造中的烤箱的可能性。
确实没有微不足道的壮举。
创造一个毒性较小的未来
在丙二酸生产扰乱石化行业之前，斯蒂恩和Lygos团队的其他成员仍然需要付出很多努力。但是，由于丙二酸是美国能源部2004年生物质增值化学品名单上的前30名候选人之一，他们可能不必等待很长时间才能看到他们努力的结果。
“我们有雄心壮志成为一家价值数十亿美元的生物技术公司，”斯蒂恩表示，这一目标将通过建造客户要求的可再生可持续产品来实现，并扩展到像中西部这样充足的玉米供应首先激发斯蒂恩的地方。重新思考我们如何生产材料。
该团队无意停止使用丙二酸。为了实现毒性较低的世界的愿景，需要更换多种有毒过程。
“我们已经确定了需要解决方案的显着有毒且昂贵的工艺领域，但目前还没有，我们说生物技术可以覆盖在这里，Lygos可以为我们的客户创造解决方案，”Steen说。
最后，他补充说，世界。
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——文字发布于2019年4月12日
