Các nhà khoa học đã thành công trong việc sản xuất 580 mg xăng trên một lít nước dùng nuôi cấy bằng cách chuyển đổi axit béo được tạo ra trong cơ thể sống.

Trong nhiều thập kỷ, chúng ta đã dựa vào các nguồn tài nguyên hóa thạch để sản xuất nhiên liệu lỏng như xăng, dầu diesel và nhiều hóa chất công nghiệp và tiêu dùng để sử dụng hàng ngày. Tuy nhiên, sự gia tăng căng thẳng đối với tài nguyên thiên nhiên cũng như các vấn đề môi trường bao gồm cả sự nóng lên toàn cầu đã gây ra mối quan tâm mạnh mẽ trong việc phát triển các cách bền vững để thu được nhiên liệu và hóa chất.

Xăng, sản phẩm có nguồn gốc từ dầu mỏ được sử dụng rộng rãi nhất làm nhiên liệu cho phương tiện giao thông, là hỗn hợp của hydrocacbon, chất phụ gia và chất pha trộn. Các hydrocacbon, được gọi là ankan, chỉ bao gồm các nguyên tử carbon và hydro. Xăng có sự kết hợp của các ankan (hydrocacbon) mạch thẳng và mạch nhánh bao gồm 4-12 nguyên tử cacbon được liên kết bằng liên kết cacbon-cacbon trực tiếp.

Trước đây, thông qua kỹ thuật trao đổi chất của Escherichia coli (E. coli), đã có một số kết quả nghiên cứu sản xuất ankan mạch dài, gồm 13-17 nguyên tử cacbon, phù hợp để thay thế dầu diesel. Tuy nhiên, chưa có báo cáo nào về việc sản xuất vi sinh vật của các ankan chuỗi ngắn, một chất thay thế có thể cho xăng.

Trong bài báo (có tiêu đề "Sản xuất vi sinh vật của các ankan chuỗi ngắn") được xuất bản trực tuyến trên tạp chí Nature vào ngày 29 tháng 9, một nhóm nghiên cứu Hàn Quốc do Giáo sư Sang Yup Lee thuộc Khoa Kỹ thuật Hóa học và Sinh học phân tử tại Viện Khoa học và Khoa học Tiên tiến Hàn Quốc đứng đầu. Technology (KAIST) lần đầu tiên báo cáo sự phát triển của một chiến lược mới để sản xuất xăng vi sinh vật thông qua kỹ thuật trao đổi chất của E. coli.

Nhóm nghiên cứu đã thiết kế quá trình chuyển hóa axit béo để cung cấp các dẫn xuất axit béo ngắn hơn các chất chuyển hóa axit béo nội bào bình thường và giới thiệu một con đường tổng hợp mới cho quá trình sinh tổng hợp các ankan chuỗi ngắn. Điều này cho phép lần đầu tiên phát triển chủng E. coli nền tảng có khả năng sản xuất xăng. Hơn nữa, chủng nền tảng này, nếu muốn, có thể được biến đổi để tạo ra các sản phẩm khác như este béo chuỗi ngắn và rượu béo chuỗi ngắn.

Trong bài báo này, các nhà nghiên cứu Hàn Quốc đã mô tả các chiến lược chi tiết để 1) sàng lọc các enzyme liên quan đến việc sản xuất axit béo, 2) thiết kế các con đường sinh tổng hợp enzyme và axit béo để tập trung dòng carbon vào quá trình sản xuất axit béo chuỗi ngắn và 3) chuyển đổi các axit béo chuỗi ngắn thành các ankan tương ứng của chúng (xăng) bằng cách đưa ra một con đường tổng hợp mới và tối ưu hóa các điều kiện nuôi cấy. Hơn nữa, nhóm nghiên cứu đã chỉ ra khả năng sản xuất este béo và rượu bằng cách đưa các enzym chịu trách nhiệm vào cùng một chủng nền tảng.

Giáo sư Sang Yup Lee cho biết: "Đây mới chỉ là bước khởi đầu của công việc hướng tới sản xuất xăng bền vững. Hiệu giá khá thấp do dòng trao đổi chất thấp đối với sự hình thành các axit béo chuỗi ngắn và các dẫn xuất của chúng. Chúng tôi hiện đang nghiên cứu về Tuy nhiên, lần đầu tiên chúng tôi vui mừng báo cáo việc sản xuất xăng thông qua kỹ thuật trao đổi chất của E. coli, mà chúng tôi hy vọng sẽ làm cơ sở cho kỹ thuật trao đổi chất vi sinh vật để sản xuất nhiên liệu và hóa chất từ ​​các nguồn tài nguyên tái tạo."

Theo Liên minh Kỷ lục Thế Giới (Worldkings.org)