意外发现：利用蓝藻生产石油

诸平

Fig. 1 Prof. Dörmann (left) and his doctoral student Mohammed Aizouq with two different cyanobacteria cultures. Credit: Yannic Müller/Uni Bonn

据德国波恩大学（University of Bonn）2020年3月5日提供的消息，该大学的研究人员最近的一项研究成果表明，可以利用蓝藻（Blue-green algae）在光的帮助下从水和二氧化碳中产生油类物质。图1是波恩大学提供的照片，其中左边的是彼德·德尔曼（Peter Dörmann）教授，另一位是博士生Mohammed Aizouq，他们在观看两种不同的蓝细菌培养（cyanobacteria cultures）结果。

蓝细菌（Cyanobacteria）俗称蓝藻(blue-green algae)可以在光的帮助下从水和二氧化碳中产生油，波恩大学最近的一项研究表明了这一点。结果是出乎意料的：直到现在，人们都认为这种能力是为植物保留的。蓝藻作为饲料或燃料的供应商现在也可能会引起人们的兴趣，特别是因为它们不需要耕地。相关结果现已在PNAS（Proceedings of the National Academy of Sciences ）杂志上发表——Mohammed Aizouq, Helga Peisker, Katharina Gutbrod, Michael Melzer, Georg Hölzl, Peter Dörmann. Triacylglycerol and phytyl ester synthesis in Synechocystis sp. PCC6803. PNAS first published March 2, 2020. DOI: 10.1073/pnas.1915930117.

最常见的油料作物除了油菜、花生、大豆、油葵、芝麻、亚麻等之外，鳄梨(avocado，也称牛油果) 和橄榄树(olive tree) 等木本植物的果实也是油品的重要来源，长期以来一直被人类用作油脂的生产者。但是，借助光从水和二氧化碳中产生石油的能力，对于从单细胞藻类（unicellular algae）到巨型红杉树 （giant sequoia trees）的所有植物而言，基本上都是共有的。波恩大学植物分子生理学和生物技术研究所（Institute of Molecular Physiology and Biotechnology of Plants，IMBIO）的生物学家彼德·德尔曼教授解释说：“我们现在首次证明了蓝细菌（cyanobacteria）可以做到这一点。” “这不仅给我们带来了完全的惊喜。”

到目前为止，专家们一直认为蓝细菌（cyanobacteria）缺乏这种特性。毕竟，它们实际上是细菌，即使其琐碎的名字“ 蓝绿藻 （blue-green algae）”暗示了这一点。因此，它们在许多方面与植物有很大不同：蓝细菌与肠道细菌大肠杆菌的关系比与橄榄树的关系更紧密。“在文献中确实有古老的报道说蓝细菌可以包含油，”彼德·德尔曼说。“但是这些从未得到证实。”

这位科学家已经在IMBIO工作了多年，致力于开发一种酶，该酶催化植物中油脂合成的步骤之一。该酶在叶绿体中起作用，叶绿体是负责光合作用的绿色细胞成分。正是由于这些，植物可以在阳光的帮助下生产出能量丰富的化合物。

许多科学家怀疑叶绿体最初来自蓝细菌。这是因为它们与所有其他细菌类不同，还通过释放氧气来控制植物典型的光合作用。根据这一理论，十亿多年前，原始植物细胞“吞噬了”蓝细菌。细菌然后在细胞中存活并向其提供光合作用产物。彼德·德尔曼解释说：“如果这种共生体假说是正确的，那么叶绿体的油脂合成酶可能最初来自蓝细菌。”

与植物相似的油脂合成酶