乙醇是目前应用最为 广泛的可再生生物燃料之一，2012年美国经生物转化所产生的乙醇约有133亿加仑。尽管目前的生物产业已有较好的方法转化为燃料，但微生物生物转化的化 学预处理以及糖解酶的添加却成为工业化生产中难以逾越的屏障，直接导致乙醇的生产成本过高。因此，微生物工程的工作重心一直放在了制造出一种可以使生物质 直接向乙醇转化的微生物菌株上，包括把植物纤维素分解成糖并且把得到的糖发酵成乙醇。

佐治亚大学的研究人员试图改造热解纤维素菌(Caldicellulosiruptor bescii)，把糖发酵成乙醇的能力加入到这种能够把木质纤维素转换成糖的细菌中。研究人员敲除了C. bescii的一个乳酸脱氢酶基因，引入了制造乙醇的热纤梭菌(Clostridium thermocellum)的一个乙醛/乙醇脱氢酶基因CelA，因此，这种经过改造过的C. bescii菌株的总发酵终产物中70%为乙醇，相比之下，野生型菌株则没有转化为乙醇的能力。而且，它还大大降低了其他副产物的量，与野生型相比，经该酶的催化，产物中的乙酸下降了38%。

在接下来的试 验中，研究人员发现CelA不仅可以溶解柳枝稷表面的纤维素，更可以在生物材料的中间形成空腔，增大酶作用的表面积。这种经改造的细菌中的酶可以更大程度 地与传统的糖解酶协同作用，获得更高的糖释放。更重要的是这种酶来源于嗜热微生物，在80摄氏度的温度下生长良好，这就为乙醇的提纯提供了更便捷的方法， 使得该细菌可以回收利用。此外，在乙醇的蒸馏提取中，该细菌的活性也不会下降。

研究人员认为，这些结果提示一种细菌通过执行从柳枝稷生物质原料开始的乙醇生产全阶段，可能有助于绕过昂贵的化学和酶生物质预处理。（作者：李秋实）

参考文献：Proceedings of the National Academy of Sciences 2014; 111: 8931-8936