利用合成生物学技术开发的聚乳酸“负碳”生产工艺取得进展

  [中国石油新闻中心2024-02-05]
  从源头上生产可降解塑料代替传统塑料，被认为是解决塑料污染问题的终极方案。聚乳酸（PLA）是目前最理想的代替传统塑料的可降解聚合物。PLA“负碳”生产工艺，为可降解塑料生产提供了可持续的发展策略。
  主要技术进展：（1）在光驱动蓝细菌平台上使用代谢工程和高密度培养的组合策略，首次建立自养微生物细胞工厂，在国际上首次以二氧化碳为原料，一步实现了PLA的生物合成；（2）与以往PLA的制造思路完全不同，该技术通过系统代谢工程，优化关键酶的表达水平，解决了碳流重定向问题，在二氧化碳进入细胞后，使碳最终流向PLA，同时突破了蓝细菌本身生长密度和速度的局限，自主研发了一种新型光反应器，对光谱做了系列优化，并采用可控的渐变光强方式，使蓝细菌细胞生长得更快、更密，将蓝细菌的细胞密度提升了10倍，其产生的PLA浓度高达108毫克/升；（3）该技术下一步的研究重点是提高PLA的细胞干重占比，拟将细胞干重的比例进一步提升到50%以上。
  该技术开创了以非粮原料为基础的新一代PLA工业生产的技术思路，不仅可以解决塑料污染、生物制造的非粮原料替代问题，还在合成PLA的过程中直接捕集二氧化碳，助力“双碳”目标实现。