藍藻的作用用途

藍藻是最早的光合放氧生物，對地球表面從無氧的大氣環境變爲有氧環境起了巨大的作用。有不少藍藻（如魚腥藻）可以直接固定大氣中的氮（原因：含有固氮酶，可直接進行生物固氮），以提高土壤肥力，使作物增產。還有的藍藻爲人們的食品，如著名的髮菜和普通念珠藻（地木耳）、螺旋藻等。
據物理學家組織網報道，美國加州大學戴維斯分校的化學家通過基因工程對藍藻進行了改造，使其能生產出丁二醇，這是一種用於製造燃料和塑料的前化學品，也是生產生物化工原料以替代化石燃料的第一步。相關論文發表在2013年1月7日的美國《國家科學院學報》上。
論文領導作者、加州大學戴維斯分校化學副教授渥美翔太（音譯）說：“大部分化學原材料都是來自石油和天然氣，我們需要其他資源。”美國能源部已經定下目標，到2025年要有1/4的工業化學品由生物過程產生。
生物反應都會形成碳—碳鍵，以二氧化碳爲原料，利用陽光供給能量來反應，這就是光合作用。藍藻以這種方式在地球上已經生存了30多億年。用藍藻來生產化學品有很多好處，比如不與人類爭奪糧食，克服了用玉米生產乙醇的缺點。但要用藍藻作爲化學原料也面臨一個難題，就是產量太低不易轉化。
研究小組利用網上數據庫發現了幾種酶，恰好能執行他們正在尋找的化學反應。他們將能合成這些酶的DNA（脫氧核糖核酸）引入了藍藻細胞，隨後逐步地構建出了一條“三步驟”的反應路徑，能使藍藻將二氧化碳轉化爲2,3丁二醇，這是一種用於製造塗料、溶劑、塑料和燃料的化學品。
渥美翔太說，由於這些酶在不同生物體內可能有不同的工作方式。在實驗測試之前，無法預測化學路徑的運行情況。經過3個星期的生長後，每升這種藍藻的培養介質能產出2.4克2,3丁二醇——這是迄今將藍藻用於化學生產所達到的最高產量，對商業開發而言也很有潛力。
渥美翔太的實驗室正在與日本化學制造商旭化成公司合作，希望能繼續優化系統，進一步提高產量，並對其他產品進行實驗，同時探索該技術的放大途徑。