撰文 戴维·别洛

大肠杆菌会引发严重的食物中毒症状，但通过遗传工程，它们可以成为很有用的塑料。美国圣地亚哥Genomatica有限公司的科学家最近宣布，他们成功地将细菌进行了处理，并制造出了丁二醇（butanediol，BDO）。BDO是一种化工原料，被用来制造从弹性纤维到车挡的许多东西。不需要原油和天然气就能制造BDO，给化工制造业带来了更节能的方法。

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有益的细菌：遗传工程大肠杆菌也许能够制造塑料，这样就能够减少对化石燃料的消耗

Genomatica公司创始人之一、现任总裁、工程师克里斯托芬·席林（Christophe Schilling）说：“我们对这些有机体进行遗传工程操作，这样它们会分泌我们想要的产物来促进生长。让我们感兴趣的也是这种正反馈机制：它们生长得越快，分泌的产物就越多。”他们在2000年筛选出了这种生产我们需要的化学物质的细菌。

这些大肠杆菌能够在发酵罐中大量生长（就像用玉米酿酒一样），并且通过遗传操作，使它们能够耐受高浓度BDO的环境。席林说：“最开始，很低浓度的BDO就能够杀死大肠杆菌。但现在，我们使它们进化，能够生长在我们所需要的环境里。我们让细菌在糖和水中生长，来制造我们想要的产物，然后从糖水中将产物分离出来。”

全球最大的BDO生产商之一，德国化学巨头巴斯夫公司（BASF）生产BDO和其他化学制品的执行主管，化学家赫伯特·埃克斯纳（Herbert Exner）说：“（生产这些化学制品）需要数量可观的能源。”因为传统的BDO生产方式需要消耗大量能源，席林及其同事于是开始尝试新方法。

此外，BDO价格越来越昂贵，批发价已从每磅1美元上涨到1.22美元。埃克斯纳说：“过去一年里，天然气和石油的价格不断上涨，而生产BDO的原料不是天然气就是石油。原料价格上涨了，BDO的价格自然就跟着涨上去了。”

成本决定了一种塑料的加工生产方法能否被广泛采用。Genomatica公司并不确定这种用大肠杆菌制造的BDO将花费多少成本，因为迄今为止，这种方法都还没走出过试验室。

但是该公司确信，他们的生产方式所需能源（即使是包括了收集和运输从食糖到纤维素等所有未加工的给料所需的能源）只需要32,000英热单位（British thermal units ，Btus，1Btus等于4186.8焦耳)，至少比传统方式节省30%的能源。CEO克里斯托夫·甘恩（Christopher Gann）说，公司计划“用便宜的、易得到的、非食物的可持续给料。”而大肠杆菌可以在常温常压下，将这些“无用”的糖类变成BDO。而传统的以石油为原料的BDO生产方式若是常温，就不能采用常压，反之亦然。

甘恩补充到：“某一天，原油价格会涨到每桶250美元也不奇怪。”迄今为止，研究人员只生产了不到1公斤的BDO。他期待一个新的试验工厂能够在来年建成并投入使用。

巴斯夫公司的埃克斯纳说：“石油和天然气总有一天会消耗殆尽。但是主要的工业——例如汽车制造业——并不会因为你的产品是从生物实验室里出来的，而甘愿掏更多钱。”

现阶段要达到每年会生产14亿千克相对便宜的BDO，Genomatica公司仍然有很长一段路要走。但该公司提出，这种遗传工程大肠杆菌可以为将来制造必需的塑料复合物提供一种可持续的方式。

甘恩说：“我们选择从制造BDO开始，是因为这种化合物从石油和天然气开始到成品所需的步骤相对成熟。而我们以土地、阳光和水开始，以水中的糖类结束来制造BDO。我们最大的竞争优势是，这是一种低能耗的、环保的制造方式。”（环球科学编译 silk）

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