本文最初发表于《大众科学》的前博客网络，仅反映作者观点，并不一定代表《大众科学》的立场。
细菌能够产生多种令人兴奋且重要的物质，其中最不寻常的可能就是细菌塑料。这些生物塑料被细菌用作能量储存，尤其引人关注，因为它们不仅可能成为一种非石油基塑料，而且还可生物降解。目前，生物塑料仍然比传统塑料昂贵得多，但研究人员正致力于寻找方法，使细菌生物塑料成为合成塑料更具可行性的替代品。
商业塑料由简单的化学单元构成的长链重复碳基结构组成。例如，塑料聚乙烯就由许多重复的乙烯单元构成。
这些长链聚合物通常来源于石油，因为石油中含有大量长链碳氢化合物。然而，长碳分子也适用于能量储存，在自然界中通常以淀粉或纤维素的形式存在。一些细菌不使用淀粉，而是使用一种与塑料非常相似的长链碳储存分子。这些分子以小颗粒的形式储存在细菌内部，周围环绕着合成它们的酶。
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尽管细菌非常擅长制造令人兴奋的分子，但它们并非总是工业化生产的最佳选择。细菌生物塑料是个好主意，但要实现大规模生产，就必须将产生这些塑料的基因转移到更适合工业生产的细菌、酵母或藻类菌株中。藻类是一个很有吸引力的选择，因为它们不仅有能力生产大量的塑料产品，还能利用阳光生长，并且可以大规模生产和收获。由于目前石油比任何天然塑料替代品都便宜得多，因此，任何降低生物塑料价格的措施都将提高其对公众和研究投资者的吸引力。
下文参考文献 1 详细介绍了旨在实现这一目标的实验工作：将细菌用于制造塑料的基因转移到藻类宿主中。大规模基因转移并非总是奏效，但在本例中，藻类在短短十天后就成功产生了占藻类干重高达 10% 的塑料。这些塑料不仅可以被成功提取，而且研究人员还能观察到它们在藻类细胞内形成颗粒，这对于他们来说一定非常激动人心！
这个实验最棒之处在于，它代表了我所认为的相当粗糙的 DNA 转移方法。基因以其原始细菌形式被整体转移。我推测，通过针对藻类优化DNA，可以提高生物塑料的产量。虽然 DNA 是一种通用分子，但不同生物偏好略有不同的遗传密码，因此，优化DNA，甚至调整上游前体途径的通量，都可能极大地提高藻类中生物塑料的产量。
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图片来源：图片由 Alessandra de Martino 和 Chris Bowler (Stazione Zoologica 和 法国巴黎高等师范学院) 提供。
参考文献 1 = Hempel F, Bozarth AS, Lindenkamp N, Klingl A, Zauner S, Linne U, Steinbuchel A, & Maier UG (2011)。微藻作为生物塑料生产的生物反应器。《微生物细胞工厂》，10 (1)。PMID：22004563
参考文献 2 = Rehm BH (2003)。聚酯合成酶：塑料的天然催化剂。《生物化学杂志》，376 (Pt 1)，15-33。PMID：12954080