能進(jìn)行光合作用的不止有植物，還包括一些微生物，而且光合作用并不是它們獲取能量的唯一方式，但是到目前為止，人類對(duì)微生物的生物能利用潛能依然是知之甚少。最近，美國(guó)能源部（DOE）能源高級(jí)研究計(jì)劃署（ARPA-E）拿出4000萬(wàn)美元對(duì)13個(gè)研究項(xiàng)目進(jìn)行資助，旨在尋求從現(xiàn)存和合成微生物中獲取燃料的可能性，資助時(shí)限將長(zhǎng)達(dá)三年時(shí)間。

這些研究課題主要集中在如何誘使微生物產(chǎn)出可作為能源使用的液態(tài)燃料，其改造手段包括設(shè)計(jì)一些自然界中尚未被發(fā)現(xiàn)的代謝通路。據(jù)能源高級(jí)研究計(jì)劃署的官方網(wǎng)頁(yè)上介紹，理論上，比起生產(chǎn)液態(tài)生物燃料的傳統(tǒng)方法，這些微生物的產(chǎn)出效率要高出10多倍?，F(xiàn)在讓我們細(xì)數(shù)一下這一大筆錢到底投到那些生物工程領(lǐng)域了。

1.利用大腸桿菌（E.coli）生產(chǎn)液態(tài)燃料：600萬(wàn)美元

項(xiàng)目名稱：將大腸桿菌改造成為電子燃料反應(yīng)器用于生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)異辛烷

領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)：Ginkgo BioWorks公司

所用微生物：大腸桿菌（E.coli）

項(xiàng)目目標(biāo)：利用大腸桿菌將二氧化碳和電能轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)異辛烷，將其應(yīng)用于美國(guó)現(xiàn)有燃料系統(tǒng)中，以供交通運(yùn)輸使用

2.利用氫氣生產(chǎn)生物柴油：600萬(wàn)美元

項(xiàng)目名稱：將氫氣和二氧化碳直接轉(zhuǎn)化為生物柴油的新型生物轉(zhuǎn)化法

領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)：OPX生物技術(shù)公司

所用微生物：鉤蟲貪銅菌（Cupriavidus necator）

項(xiàng)目目標(biāo)：構(gòu)建一種可以利用氫氣和二氧化碳產(chǎn)生生物柴油的新型基因工程菌

3.開發(fā)細(xì)菌燃料電池：4,194,125美元

項(xiàng)目名稱：構(gòu)建一種反向的細(xì)菌燃料電池

領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)：哈佛醫(yī)學(xué)院－懷斯研究所

所用微生物：未知

項(xiàng)目目標(biāo)：構(gòu)建一種能將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能并生成辛醇的細(xì)菌

4.將電能轉(zhuǎn)化為汽油：400萬(wàn)美元

項(xiàng)目名稱：高乙醇濃度下的電能自養(yǎng)系統(tǒng)

領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)：加州大學(xué)洛杉磯分校

所用微生物：未知

項(xiàng)目目標(biāo)：構(gòu)建一種以電能代替太陽(yáng)能生產(chǎn)高辛烷含量汽油的基因工程菌

5.利用二氧化碳、氧氣和氫氣合成丁醇：3,977,349美元

項(xiàng)目名稱：利用兼性自養(yǎng)氫細(xì)菌將二氧化碳轉(zhuǎn)化為生物燃料

領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)：俄亥俄州立大學(xué)

所用微生物：氫細(xì)菌

項(xiàng)目目標(biāo)：開發(fā)利用二氧化碳、氧氣和氫氣合成丁醇的基因工程菌；構(gòu)建可擴(kuò)展的生物反應(yīng)器和從反應(yīng)器中提取丁醇的新技術(shù)

6.利用土壤微生物獲取航空燃料：3,948,493美元

項(xiàng)目名稱：開發(fā)一種集成式微生物電催化（AEC）系統(tǒng)，利用二氧化碳生產(chǎn)液態(tài)燃料

領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)：勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室

所用微生物：真氧產(chǎn)堿桿菌（Ralstonia eutropha）

項(xiàng)目目標(biāo)：將微生物與電化學(xué)催化系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，利用氫氣和二氧化碳生產(chǎn)丁醇，再利用化學(xué)方法將丁醇轉(zhuǎn)化為航空燃料
7.利用微生物生產(chǎn)生物柴油：3,195,563美元

項(xiàng)目名稱：生物燃料生產(chǎn)過(guò)程中有基因工程菌參與的碳利用過(guò)程

領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)：麻省理工學(xué)院

所用微生物：厭氧微生物和好氧微生物

項(xiàng)目目標(biāo)：利用厭氧微生物產(chǎn)生有機(jī)物質(zhì)，再利用好氧微生物將其轉(zhuǎn)化為可用于生產(chǎn)生物柴油的油脂

8.利用嗜高溫細(xì)菌將二氧化碳轉(zhuǎn)化為燃料：2,729,976美元

項(xiàng)目名稱：通過(guò)極端嗜熱古細(xì)菌構(gòu)建液態(tài)電力燃料轉(zhuǎn)化系統(tǒng)

領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)：北卡羅來(lái)納州立大學(xué)

所用微生物：古細(xì)菌

項(xiàng)目目標(biāo)：利用生活在極端高溫環(huán)境中的古細(xì)菌，開發(fā)一種將二氧化碳轉(zhuǎn)化為生物燃料的新方法

9.利用微生物電解的方式將二氧化碳轉(zhuǎn)化為燃料：2,342, 602美元

項(xiàng)目名稱：電解燃料：從二氧化碳到丁醇的生物電化學(xué)還原

領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)：南卡羅來(lái)納醫(yī)科大學(xué)

所用微生物：未知

項(xiàng)目目標(biāo)：開發(fā)微生物電解系統(tǒng)，利用電能將二氧化碳轉(zhuǎn)化為乙醇和丁醇

10.用土壤細(xì)菌獲取丁醇：1,771,404美元

項(xiàng)目名稱：利用改造過(guò)的真氧產(chǎn)堿桿菌以二氧化碳、氫氣和氧氣為原料合成異丁醇（IBT）汽車燃料

領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)：麻省理工學(xué)院

所用微生物：真氧產(chǎn)堿桿菌（Ralstonia eutropha）

項(xiàng)目目標(biāo)：工程化真氧產(chǎn)堿桿菌生產(chǎn)異丁醇

11.改造耗氫細(xì)菌生產(chǎn)汽油：150萬(wàn)美元

項(xiàng)目名稱：用紅細(xì)菌構(gòu)建通用的微生物平臺(tái)生產(chǎn)燃料

領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)：賓夕法尼亞州立大學(xué)

所用微生物：紅細(xì)菌屬

項(xiàng)目目標(biāo)：將來(lái)自產(chǎn)油藻類的基因插入耗氫的紅細(xì)菌中，使它可以利用電能生產(chǎn)汽油

12.改善現(xiàn)有的電能燃料技術(shù)：100萬(wàn)美元

項(xiàng)目名稱：依靠從電極向微生物直接的電子轉(zhuǎn)移獲得電能燃料

領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)：馬薩諸塞大學(xué)阿姆赫斯特分校

所用微生物：未知

項(xiàng)目目標(biāo)：優(yōu)化現(xiàn)有的可以利用微生物電子合成過(guò)程生產(chǎn)生物燃料的微生物

13.利用反向微生物燃料電池獲得丁醇：543,394美元

項(xiàng)目名稱：利用反向微生物燃料電池中的氨氧化細(xì)菌通過(guò)二氧化碳產(chǎn)生生物燃料

領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)：哥倫比亞大學(xué)

所用微生物：亞硝化單胞菌（N. Europaea）

項(xiàng)目目標(biāo)：利用轉(zhuǎn)基因亞硝化單胞工程菌將氨和二氧化碳轉(zhuǎn)化為丁醇