巴西農(nóng)業(yè)研究公司（Embrapa）聯(lián)合德國(guó)亥姆霍茲環(huán)境研究中心（UFZ），利用基因改造酵母將普通糖轉(zhuǎn)化為對(duì)羥基苯甲酸（PHBA）等化工原料，為替代石油基原料提供新技術(shù)路徑。

該技術(shù)由Embrapa農(nóng)業(yè)能源研究所研究員Patricia Abdelnur主導(dǎo)。她在UFZ進(jìn)行了為期18個(gè)月的訪問(wèn)研究，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)由Jens Olaf Kr?mer領(lǐng)導(dǎo)。研究整合代謝組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)與通量組學(xué)，系統(tǒng)解析微生物分子運(yùn)作機(jī)制。

在實(shí)驗(yàn)室生物反應(yīng)器測(cè)試中，團(tuán)隊(duì)成功合成了作為聚合物、藥品及農(nóng)業(yè)投入品前體的PHBA。工藝以可再生生物質(zhì)替代傳統(tǒng)石油路線，并通過(guò)碳-13標(biāo)記代謝通量分析（13C-MFA）追蹤細(xì)胞內(nèi)碳流向，精準(zhǔn)定位限制產(chǎn)量的代謝瓶頸。

基于分析結(jié)果，研究人員構(gòu)建了包含逾2.8萬(wàn)個(gè)代謝物和約1700種注釋蛋白的數(shù)據(jù)庫(kù)，用于設(shè)計(jì)代謝效率更高的工程菌株。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)優(yōu)化了發(fā)酵協(xié)議，將培養(yǎng)基葡萄糖濃度從每升20克降至10克，降幅達(dá)50%，有效降低了同位素標(biāo)記實(shí)驗(yàn)成本。

據(jù)巴西化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì)（Abiquim）數(shù)據(jù)，2024年巴西精細(xì)化學(xué)品貿(mào)易逆差達(dá)487億美元（約合雷亞爾2700億元）。該技術(shù)若推進(jìn)至更大規(guī)模，有望減少對(duì)外部化工產(chǎn)品的依賴并促進(jìn)生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展。目前，相關(guān)方法學(xué)正計(jì)劃應(yīng)用于Embrapa收錄的逾2萬(wàn)份微生物菌種庫(kù)，以加速篩選具備工業(yè)化潛力的新型生物制劑與功能成分。