合成生物学助推“下一代工业生物技术”实现低价量产生物可降解材料

2017-12-29 01:12:06

合成生物学

助推“下一代工业生物技术”

实现低价量产生物可降解材料

 

       央视网消息:12月20日,清华大学生命科学院陈国强教授团队宣布,基于该团队研发的“下一代工业生物技术”平台成功实现了年产百吨的可降解材料PHA(聚羟基脂肪酸酯)的中试生产。相比于传统的工业发酵技术,该技术平台可利用海水作为发酵用水,并通过无灭菌开放连续的发酵过程,结合简单无污染的PHA下游提取工艺,最终生产成本可降低50%。

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        该项目通过微生物发酵生产的PHA可降解材料,可替代大部分的石油基塑料。目前已经被加工成超市购物袋,农用地膜,电纺纤维,布料纺织品,3D打印制品,一次性餐具等多种终端产品,有助于解决白色污染问题。

 

 

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        而这株耐盐耐碱能在海水中实现PHA高产的细菌,是从新疆艾丁湖筛选而来的极端微生物,这个神奇的微生物后来被命名为Halomonas bluephagenesis。但要想让这个细菌在PHA材料规模化的工业生产中实现更高的产量和更低的成本,还得通过现代“合成生物学技术”对这个微生物进行“手术”改造,把它的特异功能最大程度地发挥出来。

       在经过长达八年的潜心研究,先后确定了菌株的培养条件及方法,建立了稳定高效的基因编辑技术,通过菌株的形态改造、血红蛋白基因的植入等多种方法分别增强了该菌株的PHA产量、氧气利用率、底物转化率等多项超能力。最终,改造成一个圆胖能干的生产菌,从而在消耗更少原料的同时积累更多的PHA材料。

 

       形体改造前的野生嗜盐细菌,看上去就像是极其微小的胶囊。

 

 

        而通过合成生物学改造后的嗜盐细菌,变得更加圆胖,个头大出几十倍,单个嗜盐细菌会生产出更多的塑料,而且还可以通过重力沉淀进行简易分离。