由于 RIKEN 的四名研究人员发现了一种新的环保方法，可以利用细菌制造合成橡胶中使用的化学品1，因此轮胎行业未来的环境足迹可能会大幅减少。
每年，世界各地的工厂都在流失生产超过 1200 万吨的有机化学品 1,3-丁二烯，用于轮胎、粘合剂、密封剂和其他塑料和橡胶产品。他们通过依赖石油的能源密集型过程生产它，这会导致气候变化。
多年来，科学家们一直试图通过使用专门设计的微生物，从更环保的原材料中制造 1,3-丁二烯。但此前没有人成功通过一个简单的步骤将葡萄糖等单糖转化为化学物质。
现在，通过设计细菌将葡萄糖转化为 1,3-丁二烯，Yutaro Mori 和他的三位同事(都在 RIKEN 可持续资源科学中心)设计了一种可持续的橡胶和塑料生产方法。
RIKEN 可持续资源科学中心的研究人员设计了微生物，将糖转化为合成橡胶中发现的化学物质 © 2021 RIKEN 可持续资源科学中心
“我们构建了一种新的人工代谢途径，并直接从可再生来源葡萄糖生产 1,3-丁二烯，”森说。
RIKEN 团队通过专注于生物制造过程的两个部分，成功地实现了这一长期追求的目标。他们首先设计了一种细菌酶，可以将一种可以从葡萄糖发育的生物化合物转化为 1,3-丁二烯(图 1)。研究人员随后修改了一种大肠杆菌菌株，以使用这种酶并产生这种化学物质。由于 1,3-丁二烯在室温下是一种气体，随着细菌继续分裂和生长，它很容易被捕获。
该技术在为工业黄金时段做好准备之前还有一段路要走。RIKEN 团队设法每升微生物酿造仅合成约 2 克 1,3-丁二烯。该方法需要更多的量才能与石油生产相比具有成本竞争力。
但是通过一些额外的工程和优化，森相信他的团队会实现目标。他们现在正在进一步调整细菌的代谢途径并提高酶的效率。通过与 Yokohama Rubber 和 Zeon Corporation 公司合作，RIKEN 团队还在扩大该协议以处理更大量的微生物。
研究人员还在探索利用微生物的力量从可再生资源中生产其他化学品的方法。“在对酶工程和代谢工程进行额外研究后，我希望我们能够在不远的将来为实现低碳社会和可持续生物经济做出实质性贡献，”森说。
