中研院創世界第一株「合成嗜甲醇菌」。圖╱中研院提供
【本報台北訊】氣候變遷對全球的威脅從未止息,中研院院長廖俊智帶領的研究團隊,近期成功創出世界第一株「合成嗜甲醇菌」。此菌可利用由溫室氣體轉化成的甲醇,來生產各式高價值含碳化合物,如:化學品、藥品及燃料等,為碳循環開闢了更多可能性。
此一研究論文於8月發表於世界頂尖期刊《細胞(Cell)》,被譽為「合成生物學的新標竿」。
研究論文第一作者陳育孝表示,現在天然環境中有天然嗜甲烷菌能將溫室氣體甲烷轉化成甲醇,也有天然嗜甲醇菌可將甲醇變成菌類需要生長的養分。但兩者都難以被改造應用,因此全球科學家競相投入研究,希望以人工合成的方式創造嗜甲醇菌,盼能解決溫室效應。
中研院指出,合成嗜甲醇菌具有工業發展潛力及深度減碳價值,目前將溫室氣體轉化為甲醇後,針對甲醇的化工處理方式,不僅製程有限,還須顧及環保標準,而合成嗜甲醇菌,正有可塑性高、對環境友善等優勢。
陳育孝表示,此研究屬於基礎研究階段,未來希望能合成直接讓細菌可以「吃」掉溫室氣體,減少溫室氣體,解決溫室效應問題。
廖俊智表示,本次研究的關鍵突破,是以電子顯微鏡、蛋白質體學,以及三種不同的基因定序等技術,發現甲醇在進入一般細菌後,會使細胞內的DNA及蛋白質互相糾纏,導致細胞死亡。研究團隊展開更嚴密的基因調控,才順利將大腸桿菌改造成嗜甲醇菌。
本研究對生物學及醫學亦有貢獻。研究團隊在為此細菌基因定序時,偵測到其演化過程中的變異,發現它是透過「基因組拷貝數的變異」(CNV)進化成嗜甲醇菌,即複製自身部分基因,來調控甲醇的使用效率,同時避免甲醇的毒性反應。基因組拷貝數變異亦常見於癌細胞,這次研究也有助於了解此一現象在相關領域中的意義及重要性。