在美国引起最多食物中毒病例的细菌，有朝一日可能成为该国大部分运输燃料的来源。研究人员利用合成生物学工具改造了大肠杆菌的基因，这是一种常见的肠道细菌，使其能够分解植物以生产柴油和其他碳氢化合物。
加州大学伯克利分校的化学工程师杰伊·基斯林说，大肠杆菌在基因工程中很受欢迎，因为它已被深入研究且非常顽强，能够很好地耐受基因变化。研究人员已经改造了大肠杆菌来制造药物和化学品，现在基斯林和他的同事们已将这种生物变成了生物柴油工厂。
科学家们首先对大肠杆菌进行基因改造，使其能够消耗糖并分泌发动机级的生物柴油，这种生物柴油可以漂浮在发酵罐的顶部——无需像从藻类制造生物柴油那样进行蒸馏、提纯或破开细胞以取出油。
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为了最大限度地减少对食物供应的任何影响，研究人员随后从其他细菌物种中寻找能够分解纤维素的基因，纤维素是构成植物主体但不适合人类食用的坚韧物质。该团队添加了这些酶基因，以及一段额外的遗传密码，指示经过改造的大肠杆菌细胞分泌酶。然后，酶分解植物纤维素，从而将其转化为糖，经过改造的大肠杆菌可以消耗这些糖来制造柴油。
1月28日《自然》杂志（《大众科学》是自然出版集团的一部分）描述的这一过程非常适合制造含有至少12个碳原子的碳氢化合物——除了柴油，该组还包括航空燃料（煤油）。但它还不能制造较短链的碳氢化合物，如汽油，这是基斯林正在努力解决的缺陷。毕竟，仅美国每年就消耗约5300亿升汽油，而柴油约为1700亿升（生物柴油仅为75亿升）。
基斯林并非唯一一个看好大肠杆菌作为燃料制造者的人；几家公司正在追求从这种顽强微生物中进行商业化生产。哈佛医学院的遗传学家和技术开发人员乔治·丘奇解释说，它“生长迅速，比酵母快三倍”，“比大多数农业微生物快100倍”。
尽管如此，基斯林的大肠杆菌还需要更多工作来提高其燃料制造效率。“我们目前的产量约为糖类理论最大产量的10%，”基斯林指出。“我们希望达到80%到90%，使其在商业上可行。此外，我们需要大规模生产工艺。”在创造一种新型生物时，他们还将移除关键的代谢途径，使其永远无法在野外生存。
挑战并非微不足道，但前景广阔。基斯林估计，过去，这种工程微生物只需要啃食4050万公顷土地——大约相当于美国目前用于种植作物土地的四分之一——的常见高大亚洲草，就可以生产足够的燃料来满足美国的所有运输需求。