随着应对气候变化的紧迫性上升，将温室气体转化为可利用资源成为可持续技术研发的重要方向。研究人员指出，微生物转化路径因可直接消耗二氧化碳、能耗较低且不依赖昂贵催化剂，被视为一种潜在的可持续解决方案。

蔚山科学技术院（UNIST）与加州大学伯克利分校的联合研究团队近日披露了一种将二氧化碳（CO₂）转化为丁醇的新型微生物工艺。该方法采用两种专门微生物协同工作的连续生物流程，以解决单一微生物体系难以直接将气态CO₂高效转化为复杂燃料分子的限制。

研究由加州大学伯克利分校化学与生物分子工程系Douglas S. Clark教授、化学系Peidong Yang教授牵头，UNIST材料科学与工程系金镇贤教授为第一作者。论文于2025年12月24日发表在《生物资源技术》杂志。

据介绍，该系统将两段生物反应过程串联为一条生产线：第一阶段使用S. ovata以自养方式将CO₂与氢气转化为乙酸（CH₃COOH）；第二阶段则以乙酸作为唯一碳源，由代谢工程改造的大肠杆菌进一步合成丁醇（C₄H₉OH），这一产物可作为多用途液体燃料。

团队表示，通过针对性基因改造，大肠杆菌的丁醇产量提升约3.8倍。改造重点包括优化乙酸摄取，并将代谢能量更多导向丁醇合成，从而提高整体生产效率。

研究团队称，该连续系统在超过90小时的运行中保持稳定，仅以CO₂和氢气为原料生产丁醇，无需额外添加有机碳源。其中，氢气用于驱动CO₂向乙酸的初步转化，随后由工程菌将乙酸转化为丁醇。

金镇贤表示，成功将两个连续运行的生物反应器整合并实现稳定的输入输出，是该研究的重要进展；在进一步优化后，该平台有望成为化石燃料的可持续替代方案之一，服务于碳中和目标。