溫室氣體有望變抗癌藥物 中研院打造全球第一株「合成嗜甲醇菌」

出版時間 2020/08/18
中研院院長廖俊智說明研究成果。許維寧攝
中研院院長廖俊智說明研究成果。許維寧攝

中研院院長廖俊智偕同旗下研究員,成功創造世界第一株「合成嗜甲醇菌」,可將溫室氣體轉化成甲醇、深具減碳價值,更可透過基因工程將甲醇轉化為藥物原料、抗癌藥物等,甚至可甲醇取代醣類充當生物工程原料、避免佔用糧食資源。該研究也順利登上頂尖期刊《細胞》(Cell)被譽為「生物合成學的新標竿」。

中研院今日召開成果發表記者會,研究論文第一作者、博士生陳育孝表示,二氧化碳是當今全球暖化主因之一,甲烷暖化效應更是二氧化碳的21倍。依照當前作法,若要吸收並封存二氧化碳,當今多用碳捕捉技術,但二氧化碳解後只能分存於地底,無法再循環使用,嗜甲醇菌則可將溫室氣體轉化為甲醇,便可針對甲醇做化工處理、開啟心的炭循環。

陳育孝談到,一開始團隊想使用天然甲醇菌,但天然甲醇菌很難進行基因編輯跟改造,大腸桿菌則相對容易改造成生技產品。團隊利用蛋白質體學、三種不同的基因定序等技術著手,但發現當甲醇進入一般細菌後,會使細胞內的DNA和蛋白質相互糾纏、導致細胞死亡,因此團隊展開基因調控,才順利將大腸桿菌改造成嗜甲醇菌。

院長廖俊智表示,全球當今已有數個團隊、耗費約10年時間嘗試製作合成嗜甲醇菌,中研院團隊之所以能領先全球,在於團隊用自行開發的模組找到關鍵酵素、再做基因調控,避免導致細胞死亡的原因,最後階段花費約半年時間,才順利讓將大腸桿菌改造成合成嗜甲醇菌。

廖俊智也說,所有大腸桿菌的生物技術都可以在合成嗜甲醇菌中套用,可以用來生成各種化學研究,包括藥物原料、抗癌藥物、甚至燃料以及生物可分解塑膠材料等。

陳育孝則形容,合成嗜甲醇菌可創造「新的碳循環」,可自由改造基因製造各種不同的生技產品,如胰島素、抗生素等。更可以替換傳統上以醣類作為原料的生物工業製程,避免與食品業競爭醣類原料、占用糧食資源等。

中研院團隊預估,全球第一株合成嗜甲醇菌可將溫室氣體轉化為甲醇,為碳循環增加更多可能性,研究論文已於今年8月發表於世界頂尖期刊《細胞》(Cell)上,被譽為「合成生物學新標竿」。(許維寧/台北報導)

中研院院長廖俊智(右二)與研究團隊。許維寧攝
中研院院長廖俊智團隊成功開發全球第一株合成嗜甲醇菌。許維寧攝