碳捕获中的下一个边界是饥饿的细菌

几十年来，全球工厂的排放一直在推动全球变暖。钢厂等设施的废物和气体富含碳和约占人类碳足迹的21％。生物学家肖恩·辛普森（Sean Simpson）和已故的理查德·福斯特（Richard Foster）在2005年有了一个想法：不是造成伤害，而是可以永远使用这些排放？

这个问题使他们找到了兰扎特技术这是一家位于伊利诺伊州的生物技术公司，其目的是将碳排放变成有价值的材料商品。

细菌使该目标成为可能。原始的微生物或在深海中的热液通风口等极端环境中发现的微生物已将一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO2）转化为燃料数十亿年。辛普森（Simpson）和福斯特（Foster）首先收集了一系列的微生物，这些微生物是这样做的，并开始从钢厂喂食气体。在最初的筛查和发现阶段，他们发现一种称为梭状芽胞杆菌自身乙植物的厌氧细菌具有一条古老的途径，可以发酵CO和CO2，在正确条件下有效地将其转化为乙醇。反过来，可以将乙醇制成聚酯织物，航空燃料，当然也可以将其制成。

为了有效地将这些气体喂入微生物，Lanzatech开发和缩放了新型的生物反应器 - 较大的血管，其中混合了细菌，液体培养基和气体并聚集在一起，因此细菌可以在气体中消耗碳，生长并生产产物。他们还开发了合成生物学工具箱，包括自动化工作流和CRISPR基因编辑工具，以提高流程的效率并扩大这些微生物可以制造的产品范围。Early in the company’s development, they invested in the Illumina MiSeq and later the NextSeq 1000, which have been instrumental in helping the company track genome edits in their strains and identify genes in plants, bacteria, and other life-forms that can convert carbon into useful chemicals—genes that could be introduced intoC.自身乙醇原料该公司合成生物学副总裁MichaelKöpke说。

Illumina的技术帮助Lanzatech进行了基因修改C.自身乙醇原料从工业排放中合成丙酮（一个重要的溶剂和化学构建块）。如今，丙酮仅由新鲜的化石燃料制成，但在1900年代初，它是通过从糖中发酵成丙酮，丁醇和乙醇的混合物而产生的。由于底物成本和低选择性，该过程最终在上个世纪的过程中被放弃了，但是保留了压力，而Lanzatech则将该系列作为起点。

Köpke说：“最初的希望是，其中一些菌株也将能够利用我们使用的气体。”“不幸的是，事实并非如此，微生物的收集坐在角落里了几年。下一代测序技术的进步使我们能够重新审视该系列。”Illumina的测序技术帮助Lanzatech识别了负责制造丙酮的微生物基因，而这些序列掌握了这些序列，他们的研究人员合成并将其转移到了生物体中。丙酮被用作化妆品，油漆，电子产品和消费产品的溶剂，可用于制造丙烯酸玻璃 - 在这种情况下，以前的大气碳实际上以稳定的固体形式永远被锁定。Köpke说：“您不仅可以实现碳中立性，而且可以实现实际的碳阴性生产。”

目前，Lanzatech在中国拥有三个运营商业单位（始于2018年，2021年和2022年），在印度和比利时很快将在线上网。自从上网以来，中国的设施从工业排放中产生了超过5000万加仑的乙醇，这相当于防止超过20万吨的碳进入气氛。

该公司还计划了12个单位，这将共同防止100万吨CO2被释放，并将其生产能力扩大到每年约70万吨有用的化学物质。而且它不再仅仅是乙醇和丙酮：Lanzatech已经证明了将工业废物转化为100多种不同化学物质的能力。Köpke说：“我们正在努力优化人们的效率，然后在未来几年内将它们扩展到市场。”

由此产生的化学品在各行业中都有一系列应用；例如，乙醇兰扎特技术生产已用于为时尚品牌制作聚酯扎拉和lululemon和L'Oréal的包装。

“看到我们已经产生的影响真的很令人兴奋，”科普克说。“最终，我们希望给每个消费者一个机会，以获取您今天发现的所有事物的可持续版本。”