科学家开发新概念生物工程细胞器

近日，德国古腾堡大学的研究者开发出一个高效多正交翻译膜类似系统，以支持多种细胞膜表面的蛋白质翻译。这被认为是合成生物学领域的重大进步。相关论文发表于《细胞》。

研究者将相分离结构域与不同的膜定位结构域结合，将它们直接融合到PylRS（吡咯赖氨酰—tRNA合成酶）或RNA结合蛋白上，从而将相分离凝聚体融合到不同的膜上。研究通过荧光标记流式细胞分选，证实了该正交翻译细胞器中不同翻译过程的特异性，并验证了所有的正交翻译膜类似细胞器都不会与宿主在细胞质中的翻译过程产生交叉反应。此外，研究者还引入了两个正交RNA配体—结合蛋白对——ms2-MCP和boxB-λN22实现双系统同时运作。

这一高效且高特异性的多正交翻译膜类似系统可用于多种细胞膜表面的蛋白质翻译。通过这种膜类似细胞器可以促进真核细胞双正交遗传密码的扩展，使不同的翻译机制都具有单一的氨基酸残基精度。这种在纳米范围内空间调节翻译输出的能力，对于合成生物学以及不同细胞器内膜蛋白相分离的生物学功能均具有重要意义。（吴晓燕）

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.08.001

利用微生物将二氧化碳转化成甲酸

近日，英国纽卡斯尔大学的研究人员改造大肠杆菌，使其将氢气和二氧化碳转化为甲酸，实现将大气中二氧化碳转化为化学品的可能性。相关论文发表于《应用与环境微生物学》。

大肠杆菌是革兰氏阴性菌，是生物技术的主力菌种。大肠杆菌在厌氧条件下自然进行混合酸发酵，合成甲酸水解酶（FHL-1）。该酶的生理作用是将甲酸歧化为氢气和二氧化碳，但在合适的条件下也可以催化二氧化碳的氢化，因此如果将其作为依赖于氢的二氧化碳还原酶加以利用，那么它在生物基碳捕获和储存方面就可以发挥作用。

在这项研究中，大肠杆菌宿主菌株被改造，在FHL-1中加入钨代替钼，从而有助于对酶施加一定程度的催化偏性。改造后的大肠杆菌在加压分批生物反应器中可以从氢气和二氧化碳中连续生产甲酸。

这项工作证明了将细胞生长与二氧化碳单向生成甲酸盐结合是可能的。该研究提供了一个利用微生物进行生物固碳的新策略，有望为二氧化碳转化利用技术发展提供新思路。（吴晓燕）

相关论文信息：

https://doi.org/10.1128/AEM.00299-21

美国开发生物燃料减少交通碳排放

美国能源部近日宣布提供6470万美元资金，用于重点生产低成本、低碳生物燃料的项目，作为可持续航空燃料（SAF）大挑战的一部分，旨在到2050年帮助航空业实现脱碳。这些投资将推动技术进步，以制造重型交通工具（如飞机和船舶）使用的石油燃料的替代品，并加快到2050年实现净零排放经济的步伐。

作为SAF大挑战的一部分，美国能源部还与交通部和农业部签署了一份谅解备忘录，以便进行必要的研究、开发以实现到2030年每年至少供应30亿加仑SAF的目标，以及到2050年100%满足航空燃料需求（目前每年350亿加仑）。

这些项目分为5个主题领域：生物技术的放大；经济实惠、清洁的纤维素糖，可实现高产转化；分离以实现生物质转化；住宅木材取暖器；可再生天然气。选定项目有22个，以高影响力的生物能源技术研发为目标，支持更低成本生产低碳生物燃料的基础知识和系统。

（吴晓燕）