大自然展示了细菌如何降解木质素并为生物燃料提供更好的理解

从植物生物质生产生物燃料是一种非常有前途的能源，但研究人员正试图找到容易降解植物生物质中发现的顽固木质素的微生物。最近对已知木质素降解细菌的全面基因组和代谢组学分析提供了如何实现这种降解的见解。

因为从植物物质制造生物燃料的最初步骤是将复杂的木质纤维素分解成更易处理的“构建模块”，因此理解自然如何实现这一点至关重要。一项新研究的结果揭示了特定微生物用于分解木质纤维素的一些基本工具。这项工作可以深入了解工业过程如何在生物燃料生产过程中实现降解，以及如何利用氢生产等副流程。

木质纤维素生物质占植物总生物质材料干重的近90%，并且是纤维素和木质素的组合物。木质素赋予木材和树皮细胞壁刚性和抗腐蚀性。它是一种复杂的交联酚结构，使得木质纤维素衍生的生物燃料成为替代能源的有前途的来源，前提是顽固的物质可以被降解并且可以控制有毒的副产物。在碳主要作为木质素可获得的环境中生长的微生物物种有望找到去除保护纤维素的木质素的新方法，以改善木质素向燃料前体的转化。

在没有氧气的情况下可以使用木质素生长的一种候选物种是肠杆菌Lignolyticus SCF1，一种从热带雨林土壤中分离的细菌。来自马萨诸塞大学阿默斯特分校的一组研究人员;智利瓦尔帕莱索的圣玛丽亚大学;和EMSL，环境分子科学实验室使用新一代测序进行转录组学分析，对E.lignolyticus SCF1进行了全基因表达分析。对在木质素存在下生长的细胞进行实验，在生长期间在三个不同时间取样。具有木质素的培养物获得的细胞生物量是不含木质素的培养物的两倍，并且降解了60%的可用木质素。

在木质素修饰的条件下，与木质素中存在的化学结构的破坏一致的酶的补充被上调。此外，氢产生与木质素降解的关联表明未来可能增加木质素降解的价值。

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