美国科学家开发藻类芯片推动生物燃料技术发展

  科学家研究从藻类中获得可再生燃料已有十多年的历史，藻类生长速度快、成本低，能将大气中的二氧化碳转化为可以收获并容易加工成生物柴油的脂质。要想可持续的生产藻类生物燃料，必须开发更好的藻类。最近美国Boyce Thompson研究所和德克萨斯农工大学的研究人员宣布了一项可能会彻底改变寻找完美藻类菌株的新技术：芯片上的藻类液滴生物反应器。

  研究人员将单一的藻类细胞捕获在被油包裹的微小水滴中，然后将数百万个藻类液滴挤压到硬币大小的芯片上。每个液滴都是一个微生物反应器，在高度控制的环境内，藻类细胞可以生长并复制数天，从而形成一个经过其典型生物学反应（包括脂质生成）的遗传同源菌落。这是第一个允许在高生产能力下同时进行脂质含量分析和生长率测量的微系统，科学家可以通过该系统鉴定能更快繁殖并产生更多脂质的超级藻类菌株。

  最新的基因编辑技术使得修饰藻类基因变得简单易行，但确定靶向基因却耗时且昂贵。藻类芯片技术将藻类培养物暴露于诱变剂中，以产生数以百万计的存在潜在改良的藻类细胞，然后通过全基因组测序来鉴定突变的基因。研究人员已通过筛选20万个化学突变细胞，鉴定了6个生长更快和脂质含量更高的突变体。为寻找超级藻类菌株，下一目标是开发新的工具提高藻类突变量，使变种达到一百万甚至一千万，以加快筛选进程，获得更有效地用于生物燃料生产的菌株，实现商业规模生产藻类生物燃料。

  该研究得到国家科学基金会（NSF）新兴研究与创新前沿（EFRI）计划的支持。