增進碳循環 中研院首創合成嗜甲醇菌

中央研究院院長廖俊智研究團隊，近期成功創出世界第一株合成嗜甲醇菌，成為合成生物學的新標竿。中研院指出，未來嗜甲醇菌可利用由溫室氣體轉化成的甲醇，生產化學品、藥品及燃料等高價值含碳化合物，為碳循環開闢更多可能性。研究論文已發表於世界頂尖期刊《細胞》（Cell）。

中研院表示，由廖俊智帶領的研究團隊率先突破，將常見的大腸桿菌改造為合成的嗜甲醇菌。對一般細菌而言，甲醇具有毒性，這次研究的關鍵突破是以電子顯微鏡、蛋白質體學，以及3種不同的基因定序等技術，發現甲醇在進入一般細菌後，會使細胞內的DNA及蛋白質互相糾纏，導致細胞死亡。因此，研究團隊展開更嚴密的基因調控，才順利將大腸桿菌改造成嗜甲醇菌。

合成嗜甲醇菌具有工業發展潛力及深度減碳價值。中研院提及，未來可透過基因工程進一步擴充嗜甲醇菌功能，將甲醇轉化為遍及人類生活的化學產品，如：原料藥、抗癌藥、燃料、人造樹脂材料，以及生物可分解性塑膠材料等，亦可使甲醇取代醣類成為生物工程的原料，避免占用糧食資源。

研究論文第一作者陳育孝說，研究團隊為此細菌基因定序時，偵測到其演化過程中的變異，發現此菌株是透過「基因組拷貝數變異」（CNV）進化成嗜甲醇菌，也就是複製自身部分基因來調控甲醇的使用效率，同時避免甲醇的毒性反應。基因組拷貝數變異常見於癌細胞，在細菌上相當少見。這項研究屬於基礎研究階段，未來希望能合成直接讓細菌嗜溫室氣體、解決溫室效應問題。◇