日本理研中心的四位研究人員發現了一種新的生態友好方法，它可以利用細菌制造出一種用于合成橡膠的化學物質，這將大大減少輪胎工業未來的環境足跡。每年，世界各地的工廠生產超1200萬噸的有機化學物質1,3-丁二烯用于輪胎、粘合劑、密封劑和其他塑料和橡膠產品。

1,3-丁二烯

它們的生產過程是能源密集型的，依賴石油，而這會導致氣候變化。

多年來，科學家們一直試圖利用特別設計的微生物，從而可以從更環保的原料中制造1,3-丁二烯。但之前還沒有人成功地將像葡萄糖這樣的單糖在一個簡單的步驟中轉化成化學物質。

現在，通過改造細菌將葡萄糖轉化為1,3-丁二烯，Yutaro Mori和他的三位同事設計出了一種可持續的橡膠和塑料生產方法。他們都在日本理化學研究所可持續資源科學中心。

“我們構建了一種新的人工代謝途徑并直接從可再生資源--葡萄糖中生產1,3-丁二烯，”Mori說道。

據了解，日本理研所的團隊通過關注生物制造過程的兩個部分成功實現了這個長期追求的目標。他們首先設計了一種細菌酶，這種酶可以將一種生物化合物從葡萄糖轉化為1,3-丁二烯。然后，研究人員修改了一種大腸桿菌菌株從而以使用這種酶并產生這種化學物質。由于1,3-丁二烯在室溫下是一種氣體，隨著細菌繼續分裂和生長，它很容易被捕獲。

在進入工業黃金時期之前，這項技術還有一段路要走。日本理研研究所的研究小組成功地在每升微生物釀造液中合成了約2克1,3-丁二烯。要想在成本上跟以石油為基礎的生產競爭，這種方法還需要更大的產量。

但通過一些額外的工程和優化，Mori相信他的團隊將達到這個目標。他們現在正在進一步調整這種細菌的代謝途徑以提高這種酶的效率。在跟橫濱橡膠公司和Zeon公司的合作中，日本理研所團隊也在擴大方案的規模以處理更多的微生物。

另外，研究人員還在探索利用微生物的力量從可再生資源中生產其他化學物質的方法。“在對酶工程和代謝工程進行進一步研究之后，我希望我們能在不久的將來為實現低碳社會和可持續的生物經濟做出重大貢獻，”Mori說道。