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大腸桿菌 (E. coli) 會導致嚴重的食物中毒，或者，透過一點基因工程改造，可以變成一種有用的塑膠。位於聖地亞哥的 Genomatica, Inc. 公司的科學家宣佈，他們成功地改造了細菌，使其可以直接生產丁二醇 (BDO)，這是一種用於製造從氨綸到汽車保險槓等各種產品的化合物，從而提供了一種更節能的生產方法，無需石油或天然氣。
該公司總裁兼聯合創始人，生物工程師克里斯托夫·席林表示：“我們改造了這種生物，使其必須分泌該產品才能生長。”該公司於 2000 年成立，旨在開發此類化學品生產微生物。“生物的利益與我們的利益一致：它生產得越多，生長得越快。”
大腸桿菌可以在大型發酵罐中培養，就像那些用於用玉米釀造乙醇的發酵罐一樣，並且還經過基因改造，可以耐受水中高濃度的 BDO。“最初，BDO 在相當低的濃度下對大腸桿菌有毒，但我們進化了這種生物，使其現在可以耐受我們需要的生長濃度，”席林說。“我們在糖和水中培養細菌以生產產品，然後從水中純化和分離該產品。”
席林和他的同事們正在嘗試首先生產 BDO，正是因為目前生產 BDO 的方法非常能源密集型。“你需要一些大量的能源，”化學家赫伯特·埃克斯納說，他是德國化工巨頭巴斯夫公司在美國負責生產 BDO 和其他化學品的執行官，巴斯夫是世界上最大的 BDO 製造商之一。
此外，BDO 本身也越來越貴，從每磅低於 1 美元上漲到散裝訂單的每磅約 1.22 美元，埃克斯納說。“天然氣和石油在過去 12 個月中達到頂峰，所有工藝都與天然氣或石油有關，”他說。“因此，本質上，原材料成本上升，因此 BDO 的價格也上漲了。”
成本將是這種方法未來是否會成為廣泛使用的塑膠製造工藝的最終因素；Genomatica 表示，尚不確定其大腸桿菌生產的 BDO 的成本，並指出到目前為止的結果僅限於實驗室。
但該公司計算，他們的工藝（甚至包括收集和運輸從糖到纖維素等各種原料所需的所有能源）僅需要 32,000 英制熱量單位 (Btus) 的能量，至少比傳統方法少 30%。執行長克里斯托弗·甘恩表示，該公司計劃使用“廉價、易得、非食品競爭的可再生原料”。然後，大腸桿菌可以在正常壓力和低於 105 華氏度（40 攝氏度）的溫度下將這些廢糖轉化為 BDO，這與石油替代品不同。
“這不是我們需要每桶 250 美元的石油才能具有成本競爭力的異常現象，”甘恩補充道。他說，研究人員到目前為止只生產了不到兩磅（一公斤）的 BDO；他預計一家試驗工廠將於明年啟動並執行。
巴斯夫公司的埃克斯納說：“天然氣或石油是有一天可能會消失的材料。”但“主要的行業，例如汽車製造商，不願意僅僅因為你給你的產品貼上了生物標籤就支付明顯更高的價格。”
鑑於每年相對廉價地生產 30 億磅（14 億公斤）的 BDO，Genomatica 還有很長的路要走。但該公司認為，其基因工程改造的大腸桿菌可能被證明是未來生產一系列必要塑膠化合物的更可持續的方式。
甘恩說：“我們選擇首先從 BDO 開始，因為它是一種相對複雜的產品，從石油和天然氣開始製造它需要很多步驟。”“在我們的案例中，我們從土地、水和陽光開始，最終得到水中的糖來生產 BDO。重要的競爭優勢是更少的能源和更友好的環境足跡。”