美國西北大學和郎澤科技公司研究人員在最新一期《自然·生物技術》發表論文稱，他們在一項新的試點研究中，將一種梭菌進行遺傳工程改造，用于合成此前它們無法產生的化合物，這種選擇、設計和優化細菌菌株的過程，成功地證明了其將CO2轉化為丙酮和異丙醇的能力。這種新的氣體發酵過程不僅可從大氣中去除溫室氣體，還可避免使用化石燃料，而化石燃料通常是生成丙酮和異丙醇所必需的。在進行生命周期分析后，研究團隊發現，如果廣泛采用，與傳統工藝相比，該負碳平臺可減少160%的溫室氣體排放。
西北大學工程學院化學和生物工程教授兼合成生物學中心主任邁克爾·杰維特表示，氣候危機加速，加上人口快速增長，對人類構成了一些最緊迫的挑戰，所有這些都與整個生物圈中CO2的不斷釋放和積累有關。
丙酮是許多塑料和合成纖維、稀釋聚酯樹脂、清潔工具和指甲油去除劑的溶劑；異丙醇廣泛用作消毒劑和防腐劑，是世界衛生組織推薦的兩種消毒劑配方之一的基礎，可高效殺死新冠病毒，這兩種化合物的全球市場超過100億美元。雖然非常有用，但它們是由化石資源產生的，會導致引起氣候變暖的CO2排放。
為了更可持續地制造這些化學品，研究人員開發了一種新的氣體發酵工藝。他們從自產乙醇梭菌開始，然后使用合成生物學工具對細菌進行重新編程，以發酵CO2來制造丙酮和異丙醇。
杰維特稱，這些創新由無細胞策略引領，設計和路徑優化將生產時間縮短了一年多。研究團隊相信，其開發的菌株和發酵過程可轉化為工業規模，還可用于簡化其他有價值化學品的生產流程。
郎澤公司首席執行官杰尼弗·霍姆格倫說，這一發現是在避免氣候災難方面向前邁出的重要一步。當今的大部分商用化學品都完全來自石油、天然氣或煤炭等化石資源，丙酮和異丙醇就是兩個例子。新開發的丙酮和異丙醇路徑將通過關閉碳循環來加速其他新產品的開發，該方法可替代現有利用石油或天然氣生產的流程，提供了一種負碳排手段。
