为全球减碳奠基！ 中研院首创「合成嗜甲醇菌」可望制抗癌药、燃料
中央研究院院长廖俊智带领的研究团队，近期成功创出全球首株「合成嗜甲醇菌」。廖俊智指出，此菌未来可利用由温室气体转化成的甲醇，来生产各式高价值含碳化合物，如，化学品、药品及燃料等，为碳循环开辟了更多可能性。该论文于8月发表于《细胞》（Cell）期刊，被誉为「合成生物学的新标竿」。
此研究以独创的理论，推算出大肠杆菌需被调控的关键酵素，进而修改其基因并进行人工演化而成，「这是中研院独力创造的成果。」廖俊智解释，需要高端人才的热忱投入，深入探索问题的关键，辅以中研院先进的核心设施，经多年努力，才得以实现。
▲中央研究院院长廖俊智。（图／记者崔至云摄）
该研究博士生陈育孝指出，合成嗜甲醇菌具有工业发展潜力及深度减碳价值。目前，在将温室气体转化为甲醇后，针对甲醇的化工处理方式，不仅制程有限，还须顾及环保标准。而合成嗜甲醇菌，正有可塑性高、对环境友善等优势。未来，可透过基因工程进一步扩充其功能，将甲醇转化为遍及人类生活的化学产品，如，原料药、抗癌药、燃料、人造树脂材料，以及生物可分解性塑胶材料等；亦可使甲醇取代糖类成为生物工程的原料，避免占用粮食资源。
▲研究团队成功改造大肠杆菌以甲醇当作唯一食物来源（碳源）。（图／记者崔至云摄）
陈育孝进一步说明，对一般细菌而言，甲醇具有毒性，但对嗜甲醇菌来说，反而是可加以利用的资源。由于天然的嗜甲醇菌难以被改造应用，全球科学家竞相投入研究，希望以人工合成的方式创造嗜甲醇菌，然而，过去十数年来却迟迟未获成果。此次中研院率先突破，将常见的大肠杆菌改造为合成的嗜甲醇菌，且其生长速率已几近于天然嗜甲醇菌。
廖俊智表示，这次研究的关键突破，是以电子显微镜、蛋白质体学，以及三种不同的基因定序等技术，发现甲醇在进入一般细菌后，会使细胞内的DNA及蛋白质互相纠缠，导致细胞死亡。因此，研究团队展开更严密的基因调控，才顺利将大肠杆菌改造成嗜甲醇菌。
▲研究团队成员。（图／记者崔至云摄）
廖俊智也说，该研究对生物学及医学亦有贡献。研究团队在为此细菌基因定序时，侦测到其演化过程中的变异，发现它是透过「基因组拷贝数的变异」（CNV）进化成嗜甲醇菌，即复制自身部分基因，来调控甲醇的使用效率，同时避免甲醇的毒性反应。基因组拷贝数变异亦常见于癌细胞，因此，这次研究也有助于了解此一现象在相关领域中的意义及重要性。