细胞工厂与生物炼制

生物炼制是以可再生生物质资源为原料,生产能源与化工产品的新兴工业模式。是转变经济增长模式,保障社会经济可持续发展的重大战略需求。微生物细胞工厂是生物炼制技术至关重要的核心。世界各国纷纷设立重大研究计划支持细胞工厂的研究,以期获得生物炼制技术的领先地位。本文简要概括了细胞工厂和生物炼制这一新兴工业模式,回顾了生物炼制细胞工厂的重大计划和进展,讨论了目前亟待解决的关键问题和研究对策。

生物炼制——实现可持续发展的新型工业模式

当前社会经济的可持续发展正面临着能源资源短缺、生态环境恶化的空前挑战。以可再生的生物质资源替代不可再生的化石资源、实现工业模式从石油炼制向生物炼制的根本转变,是转变经济增长模式、保障社会经济可持续发展的重大战略需求。对生物炼制这一新型工业模式进行了简单介绍。

生物炼制技术的现状与展望

生物炼制是以可再生生物质资源为原料,生产能源与化工产品的新兴工业模式。是转变经济增长模式,保障社会经济可持续发展的重大战略需求。微生物细胞工厂是生物炼制技术至关重要的核心。世界各国纷纷设立重大研究计划支持细胞工厂的研究,以期获得生物炼制技术的领先地位。该文简要回顾了生物炼制的重大计划和进展,展望了生物炼制的前景。

塑造低碳经济的第三代固碳生物炼制

目前人类社会面临的两大挑战是如何实现非化石来源化学品和燃料的可持续生产以及如何应对大量二氧化碳排放造成的温室效应。第三代固碳生物炼制利用细胞工厂可将二氧化碳固定为一系列化学品和燃料,有望解决这一问题,从而建立以低能耗、低污染、低排放为基础的低碳经济模式。构建可利用二氧化碳的细胞工厂是迈向建立第三代固碳生物炼制平台的重要一步。随着生命科学的飞速发展,越来越多的二氧化碳固定机制被揭示。为了提高固碳效率,研究人员利用合成生物学改造天然固碳途径,并在此基础上设计人工固碳途径,或引入新颖的能源供应模式,甚至使异养模式生物变为合成自养生物。本文将对上述领域进行总结,并讨论微生物固定二氧化碳的主要挑战及其未来前景。

工业生物技术创新与发展--“中国工业生物技术发展高峰论坛·2008”专刊序言

资源匮乏、能源短缺和环境污染日趋恶化等现实问题,已经成为社会可持续发展的巨大障碍。工业生物技术作为生物技术发展的第三次浪潮,是解决目前人类所面临的资源、能源与环境问题的有效途径之一,是工业可持续发展最有希望的技术。本期"中国工业生物技术发展高峰论坛·2008"专刊,集中展现了我国工业生物技术专家学者在生物炼制和生物基化学品、微生物基因组学和生物信息学、代谢工程与药物研发、现代工业酶技术、生物炼制细胞工厂、生物催化与生物转化、工业生物过程技术以及工业微生物菌种的选育和改良等工业生物技术领域所取得的最新进展。希望通过专刊的出版,更好地促进我国工业生物技术领域的交流和发展。

生物炼制细胞工厂:生物制造的技术核心

对生物炼制细胞工厂的发展进行了简要回顾,从微生物糖代谢的分子机制、细胞工厂的代谢网络及调控、细胞工厂的构建技术及细胞工厂的优化4个方面介绍了本期专刊发表的17篇生物炼制细胞工厂方面的论文。

生物炼制细胞工厂的科学基础

生物炼制是以生物可再生资源为原料生产能源与化工产品的新型工业模式。认识并利用微生物广泛的物质分解转化与卓越的化学合成能力,将微生物改造成为高效的生物炼制细胞工厂,使生物炼制逐步取代传统石油炼制,对于降低化石资源消耗、最终实现工业原材料来源的战略大转移、促进经济社会的可持续发展具有重要意义。本文分析了构建生物炼制细胞工厂亟待解决的关键问题,介绍了有关生物炼制细胞工厂的国内外最新研究进展,并对生物炼制细胞工厂的发展前景进行了展望。作为工业生物技术的核心支撑技术之一,生物炼制细胞工厂必将在解决资源、能源问题中起到重要作用。

蓝细菌细胞工厂合成聚合物单体的研究进展

蓝细菌是当前合成生物学研究的热门底盘生物之一,是光合自养底盘微生物的典型代表。随着化石资源的逐渐枯竭和碳排放所导致的全球变暖问题的加剧,以CO2为碳源的蓝细菌细胞工厂的研究又迎来了一次新的浪潮。长期以来,人们对于蓝细菌细胞工厂的关注点主要是在生物能源的生产,比如液体燃料及氢气等。蓝细菌细胞工厂研究的主要瓶颈之一是其低效率导致的经济性问题。这一问题对于成本异常敏感的能源产品而言尤其突出。聚合物作为人类生产生活的重要基础,属于附加值较大的大宗化学品,对克服蓝细菌细胞工厂商业化所面临的经济性问题具有优势,近来得到了越来越多的关注。本文对蓝细菌的聚合物单体生产的相关研究进行了系统综述,阐述了各类单体的增产策略,并回顾了蓝细菌细胞工厂应用的相关技术,提出了蓝细菌合成生物学的应用领域所存在的问题并对未来的研究进行了展望。