[Vojce/Canva]
“Fat” 藻类为胜利
您可能想知道,“一个人是如何偶然发现神奇的藻类的?好吧,Max Schubert 博士也在问自己一个类似的问题。舒伯特曾在哈佛大学 Wyss 研究所工作,现在在 Align to Innovate 工作,他想探索当你给光合生物(如藻类)提供一点额外的碳时会发生什么。他的理由很简单:如果海洋藻类因为碳相对稀缺而难以生长,那么肯定有一些小动物在富含碳的水域中茁壮成长,也许在这个过程中变得非常厚实。
还有什么地方比 Vulcano 岛更好看,那里的浅火山喷口冒出大量二氧化碳,为任何有胃口的藻类创造天然自助餐?舒伯特和他的同事布雷登·蒂尔尼 (Braden Tierney) 博士都是哈佛校友,他们在哈佛医学院共用实验室长凳时认识了彼此,他们组织了一次探险。Tierney 从 SeedLabs 获得了资金,从科学的各个角落(包括美国和意大利的大学和实验室)组建了一个联盟,并将所有人带到了 Vulcano 充满二氧化碳的海岸。
在那里,在阳光和火山气体的奇异缩影中,他们找到了 Chonkus。似乎它的大小还不够令人印象深刻,细菌做了一个巧妙的小把戏:它沉了下去。是的,你没看错。当大多数藻类像无害的海洋五彩纸屑一样在水中飞来飞去时,Chonkus 像一块微型绿色岩石一样沉入了试管底部。舒伯特将其行为比作“绿色花生酱”。忘掉生物工程吧;这个东西基本上是为工业规模的脱碳而构建的,开箱即用。
与“The Chonk”一起大放异彩
一旦他们将 Chonkus 带回实验室,Schubert 和 Tierney 的团队就没有浪费时间了。他们复制了 Chonkus 喜欢的条件——温暖的气温、充足的光线和无限量的二氧化碳自助餐。他们的培养工作中出现了两种菌株,但 UTEX 3222 抢走了人们的注意力。它的各个细胞比舒伯特以前见过的任何东西都大,因此获得了“Chonkus”的亲切绰号。它不仅看起来笨重;它长得很厚实,形成密集的菌落,任何实验室技术人员都会感到自豪。
但除了它的周长之外,Chonkus 还有更有趣的特征:它在细胞中产生大的碳储存颗粒,而且它的碳含量比它瘦小的亲戚高。当然,它具有那种下沉的品质,这使它成为工业瑰宝。看,当您生产用于工业用途的藻类时,目标是浓缩和干燥物质——这个过程可以占生产成本的 30%。使用 Chonkus,重力可以为您完成一半的工作。
“我们在 Chonkus 中观察到的许多特征在自然环境中本身并不有用,但它们对人类非常有用,”蒂尔尼指出。换句话说,虽然海洋藻类通常以适度的密度生长,但 Chonkus 可以达到高密度水平和更高的温度,这非常适合生物制造。就好像大自然交给了人类一个预先适应的、简洁的、基于藻类的碳封存解决方案——Chonk,大自然的碳捕获容器。
未来的藻类
他们对 Chonkus 研究得越多,就越意识到各种可能性:碳封存、omega-3 脂肪酸的可持续生物生产、抗氧化剂、藻类补充剂——所有这些都在一个胖乎乎的包装中。蓝细菌和 Chonkus 一样,具有从环境中吞噬碳的巧妙特性,这意味着它们可以将碳捕获和生物制造过程结合起来,这本质上是科学家的梦想组合。
至于 Chonkus 的长期前景,舒伯特和蒂尔尼绝不是无所事事的梦想家。他们通过德克萨斯大学藻类培养保藏中心提供了 UTEX 3222 的样品,与各地的科学家分享了这一恩赐。与此同时,蒂尔尼与他人共同创立了 The Two Frontiers Project,这是一个非营利组织,资助探险队在极端环境中发现更多微生物奇特之处——从科罗拉多州的温泉到红海的珊瑚礁。该组织希望找到更多这些自然不合时宜的物种,这些自然不合时宜的特征适合碳捕获、二氧化碳升级再造和珊瑚生态系统恢复。
合著者乔治·丘奇 (George Church) 是哈佛大学和麻省理工学院的著名教授,他强调了部署此类超级细菌的负责任方法。“像 Chonkus 这样的自然进化菌株所固有的特征可能会改变游戏规则,”他说,“但'在制造汽车之前先系好安全带'至关重要。这意味着 Church 的团队也在研究生物遏制策略,因为您不希望 Chonkus 偷偷溜出生物反应器并在当地的池塘里开派对。
人工智能驱动的合成生物途径设计工具:
人工智能驱动的酶挖掘和优化设计工具:
人工智能驱动的合成生物制造工艺优化系统: