據外媒報道，生物燃料和製藥中使用的高價值化學品可以通過改變細菌的化學成分來生產新產品。華威大學的研究人員發現了一種大大降低開啟這些開關成本的方法。我們生活中使用的幾乎所有東西都有使用了化學物質-從食品防腐劑到藥品和化妝品甚至生物燃料。
由於其中許多都是石化衍生物，所以它們的合成是不可持續的。因此尋找工業規模、可持續和廉價生產化學品的替代方法至關重要從而為更綠色、更清潔的未來鋪平道路。
細菌可以被看作是自然界的微型化學工廠，許多研究人員正試圖了解它們複雜的化學反應網絡是如何被重新連接起來的，從而能讓們將廉價的原料如葡萄糖轉化為人們使用的實用化學產品。利用基因開關來改變細菌的化學性質是合成生物學領域中一項令人興奮的發展。
通常情況下，基因開關是通過添加一種叫做誘導劑的化學物質來開啟的。然而，誘導劑價格昂貴且常常需要不斷地添加以防止開關重新關閉，這類似於“帶彈簧的電燈開關”，當鬆開開關時它就會關閉。這使得這種轉換方法成本高昂，因此擴大到工業生產在經濟上是不可行的。
現在，在一篇發表在《Nature Communications》上的論文《Designing an irreversible metabolic switch for scalable induction of microbial chemical production》中，來自華威大學工程學院的研究人員發現了一種將細菌轉換為化學物質生產模式的廉價方法。
在華威大學工程學院綜合合成生物學中心的Ahmad A. Mannan博士和Declan G. Bates教授的領導下，新理論研究研究了如何利用來自大腸桿菌的生物傳感器來製造開關，這些傳感器會對廉價的天然營養物質如油酸做出反應。通過利用數學模型和反饋控制迴路的工程原，研究人員發現了如何在細菌中設計一種基因開關從而消除恢復“彈簧”的方法–只要添加一種廉價的天然營養物質就可以永久地將電池轉換為化學生產模式以此達到大幅降低成本的目標。
華威大學工程學院綜合合成生物學中心的Ahmad Mannan博士評論道：“讓細菌永久進入化學生產模式的能力是實現從微生物中大規模生產經濟上可行的巨大進步。該開關應廣泛適用於許多工業相關的微生物和幾乎任何化學合成-合成生物學工具箱的通用組件。我們研究的下一步將是揭示原理以了解在化學路線圖中應用這種‘交通燈’的位置，也許還會尋求跟工業合作使其能很容易地融入到現有的發酵過程中。”
華威大學工程學院綜合合成生物學中心的Declan Bates教授還補充稱：“通過使用先進的合成生物學技術，我們的工作已經為在實驗室構建擬議中的不可逆開關奠定了框架。我們的工作不僅可以改變化學工業生產高價值化學品的方式，還有助於實現人類如何擺脫對不可再生資源的依賴以實現可持續的生物化學合成進而為一個更綠色、更清潔的未來做出貢獻。”