押注浪费

维持我们现代生活的大部分材料——燃料、药品和其他日用品——都来自不可再生资源。随着时间的推移，由于这些材料的供应减少，获得这些材料的成本越来越高。一个主要的例子是石油，我们从石油中获得的燃料满足了我们对能源的贪得无厌的需求。

为了帮助创造一种真正可再生的石油替代品，加州大学圣巴巴拉分校的化学工程教授米歇尔·奥马利(Michelle O’malley)求助于地球上最丰富的材料之一:植物的非食物部分——茎、根、不可食用的叶子——这些通常被视为废物。奥马利的研究小组与美国西北太平洋国家实验室(PNNL)的合作者们将获得美国能源部颁发的225万美元的奖金，他们准备推进先进生物燃料的知识和技术。

奥马利说:“我们非常感谢能源部授予我们这个奖项，它将资助加州大学圣巴巴拉分校和太平洋国家实验室之间雄心勃勃、高风险/高回报的研究合作，以描绘微生物过程，这些过程对废物转化为燃料的生产至关重要。”“迫切需要开发利用可再生资源生产化学品、燃料和商品化学品的新方法。”

淀粉类,含糖的植物部分几十年来一直乙醇和生物柴油的可再生资源,争夺有限的增长空间意味着越来越多的玉米等农作物(目前的首选作物大规模的生物燃料生产),土豆和甘蔗生物燃料通常限制了空间和资源用于种植同一作物养活自己或出口到其他市场。利用植物的非食物部分可以使杂草和植物废物成为一种可再生的燃料来源，而且比我们目前的化石燃料技术污染更少。

然而，挑战在于通过植物结构部分(纤维素和木质素)的坚韧纤维和木质层来获取其中的糖和淀粉。奥马利从大型食草动物的肠道中找到了灵感，那里的微生物已经进化到可以分解这种生物量。她在这个领域的工作为她赢得了许多奖项和赞誉,包括总统早期职业科学家和工程师(PECASE)奖,国家科学基金会事业,能源部职业生涯早期奖,麻省理工学院技术评论35创新者35岁以下,德雷福斯Teacher-Scholar奖和美国微生物学会奖职业生涯早期应用和生物技术研究。这也将是她在这个名为“追踪厌氧真菌和真菌纤维素分解木质纤维素”的项目上的工作重点。

“纤维素是多种酶的蛋白质复合物，它们共同作用来分解木质纤维素，”O ‘Malley解释说。“人们对细菌中的纤维素体进行了相当深入的研究，但真菌中的纤维素体直到最近才被发现，我们几乎不知道这种复杂的结构是如何形成、重新排列的，以及它是如何‘攻击’植物物质的。”

她继续说:“通过开发针对纤维素中不同蛋白质的位点特异性探针，我们将能够检测出它们何时(以及如何)结合在一起。”“我们还在开发基因工具来直接控制厌氧真菌，这将为添加或删除不同的纤维素成分开辟道路，以了解它们对植物降解的影响。”

O ‘ malley的研究是生物能源的一套新方法之一,据美国能源部,“预计将使更精确测量酶功能、代谢途径的跟踪,和监控材料的运输和信号流程和在细胞内,必须重新设计植物和微生物为生物能源生产。”

加州大学圣巴巴拉分校工程学院院长罗德·阿尔弗尼斯说:“我们非常高兴，米歇尔·奥马利教授获得了能源部发起的‘生物能源的新生物成像方法’项目的六项拨款之一。”米歇尔和她的团队已经完成了一系列令人印象深刻的工作，涉及如何利用大型食草动物将木质纤维素转化为燃料的过程来生产供人类使用的生物能源。美国能源部的这项新资助将使米歇尔能够更深入地了解细胞内部和细胞之间正在发生的过程，这些知识对成功开发经济有效的生物燃料至关重要。”