研究团队打破生物产氢的理论极限

据外国媒体报道：1977年，研究人员鲁道夫·塔尤尔（Rudolf Thauer）提出了细菌通过发酵产生氢的理论上限，这一理论同样也适用于酸奶，啤酒和奶酪的制造过程。

来自内布拉斯加大学林肯分校的研究突破了这个有着40年历史的天花板，他们通过基因工程技术推动细菌进化。

由Raghuveer Singh，Paul Blum及其同事设计了Thermotogamaritima细菌的一个变体，新细菌每个细胞产生的氢气比相同物种的天然形式多46％。该团队报告的最高产量 - 每单位葡萄糖供给细菌的氢气单位为5.7单位-超过理论上的4个单位。

T. maritima细菌将糖发酵成更简单的碳基分子，为两个过程提供动力：培育新细胞并产生所谓的代谢物，其中之一是氢。但是在正常情况下，大部分能量被用来产生新的细胞，留下很少的能量用于产生氢气。氢合成与新细胞生长之间存在强烈的耦合，需要削弱这种耦合以提高氢的产量。

因此，研究人员决定暂时停用一种对细胞生长没有影响但减缓T. maritima中氢产生的基因。当他们这样做时，第二个基因-控制糖类运输的基因-自发突变，以防止致命的糖基代谢物积累。这种突变也大大改变了细菌从细胞生长到产氢的能量消耗，创造了一种研究人员命名为Tma 200的新菌株。

在将新突变的基因转移到天然存在的T. maritima版本之后，研究人员发现细菌过量产生的氢与只有Tma 200的菌群一样 - 证实了糖摄取对氢产量的影响。

研究人员得到了美国能源部的支持。