直接CO2をバイオエレクトロシンセシスでマラートに変換する エンジニアリングされたShewanella oneidensis
Yixin Li1, Dong Xia1,2, Yinuo Xie1
1Department of Chemical and Biochemical Engineering, College of Chemistry and Chemical Engineering, Key Laboratory for Chemical Biology of Fujian Province, Xiamen University, Xiamen 361005, China.
この研究では,生物電気化学による二酸化炭素 (CO2) をマラートに直接還元し, Shewanella oneidensis MR-1を用いた. 持続可能なC4バイオ製品へと CO2の利用を進めています
科学分野:
- 合成生物学
- 電子微生物学
- バイオテクノロジー
背景:
- 微生物の電気合成 (MES) は,持続的なCO2の利用のために微生物を使用します.
- Shewanella oneidensis MR-1はMESのモデル生物ですが,自然にCO2をマルチカーボン製品に代謝することはできません.
- 既存の方法では,CO2をC2+製品に直接変換できない.
研究 の 目的:
- エンジニアリングされたS.oneidensis MR-1を用いたC4製品への直接的な生物電気化学的CO2減少を証明する.
- S. oneidensis MR-1のCO2吸収に対する自然な代謝制限を克服するために
- MESでCO2からマラットを生産するための概念証明を確立する.
主な方法:
- 設計されたS. oneidensis MR-1とダブルプラズミッドシステム.
- プラズミドI:CO2由来のフォーマット吸収のための還元性グリシン経路の過剰発現.
- プラズミドII:チャネリング中間物質のための代替マラート生物合成経路の過剰発現.
- 二酸化炭素をマラートに生物電気化学的に還元する.
主要な成果:
- 直接的な生物電気化学的CO2をC4製品,マラートに減少させました.
- マラート生産濃度は1.18 mmol·L-1に達した.
- 直接C4化合物の生体電気合成が初めて報告された.
結論:
- 二重プラズミドシステムを使用してCO2をマラートに直接変換するS. oneidensis MR-1を成功裏に設計しました.
- 炭素負のC2+バイオ製品に向けて CO2の改良の可能性を示した.
- エンジニアリングされた微生物システムは,スケーラブルなCO2バイオエレクトロリシスと産業用アプリケーションに希望を示しています.
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