工程超級蒼蠅:將垃圾和污水變成有價值的產品
“我們可以給黑兵蠅直接餵食骯髒的垃圾,”一個致力於將昆蟲轉化為垃圾掩埋場清理生物製造機器的團隊說,”這些機器可以將普通、危險或受污染的垃圾轉化為一系列高價值產品。
黑兵蠅既不是疾病傳播媒介,也不是害蟲,事實證明,它們在處理垃圾方面對人類越來越有用。多年來,人們一直知道它們的幼蟲對家庭食物殘渣等有機廢物有著巨大的胃口,而且往往會拉出營養價值很高的肥料–一旦它們長到一定大小,就可以把它們舀起來、洗淨、曬乾並磨成細粉,作為蛋白質和脂肪的來源混入動物飼料中。
這種生活似乎對他們而言有點殘酷,但這些有機廢物通常會被某個垃圾掩埋場中的微生物吃掉,然後分解成甲烷,甲烷是比二氧化碳更有效的溫室氣體。
現在,麥考瑞大學(Macquarie University)的合成生物學專家建議,只要稍加基因工程改造,黑兵蠅就能被用作可持續的生物製造廠,將它們的食物擴大到包括來自污水處理廠和屠宰場廢物的低級”城市生物固體”,並調整它們的產出,使其包括一系列高價值物質。
擬議的基於蒼蠅的生物製造工藝麥考瑞大學
“昆蟲將成為合成生物學應用的下一個前沿領域,”一項新研究的資深作者馬切伊-馬瑟科博士說,”昆蟲可以應對一些我們無法用微生物解決的巨大廢物管理挑戰。我們可以直接給黑兵器蠅餵食骯髒的垃圾,而不是經過消毒或徹底預處理的垃圾。
研究小組稱,可以透過改變蒼蠅的基因,使它們生產一系列高價值的化學物質,包括用於畜牧業、紡織業、食品業和製藥業的工業酶,或可在生物燃料和潤滑油中替代化石燃料油的特殊脂質。也可以對它們進行調整,以生產營養比例得到改善的”強化動物飼料”。
「即使是被稱為『蠅糞』的蒼蠅糞便,也可以透過改良來提高肥效,」領銜作者、合成生物學家凱特-泰珀博士說。 “可以對蒼蠅進行改造,以清除其糞便中的化學污染物,這些糞便可以作為無污染物肥料用於作物生長,防止污染物進入我們的食品供應鏈。”
當我們了解到蒼蠅可以被設計成捕食某些有毒廢物和其他化學污染物(如重金屬和全氟辛烷磺酸”永久塑料”)時,事情變得更加有趣了。研究人員認為,可以改造蒼蠅,使其將某些污染物加工成無害的碎屑,或使其他污染物在其體內”過度累積”。無論是哪種方式,受污染的土壤和廢物都可以透過兵蠅處理進行”生物修復”。
麥考瑞大學應用生物科學學院的Maciej Maselko 博士和Kate Tepper 博士
因此,這似乎是一條減少溫室氣體排放的途徑,同時也能分解多種人類廢物流,並有可能消除污染,也可能同時生產有用的產品。最後一部分無疑是關鍵。
泰珀博士說:『如果我們想要實現永續的循環經濟,經濟學必須發揮作用。如果有經濟誘因來實施永續技術,例如用工程昆蟲從廢品中獲取更多價值,這將有助於於更快地推動這一轉變”。
麥考瑞大學團隊已經成立了一家公司–Entozyme,透過該公司將其工程昆蟲生物製造技術商業化。
這無疑是一個引人入勝的想法,在各種不同的應用領域中都具有巨大的潛力。我們期待了解事情的結果,以及這種技術在哪些領域被證明是最有價值的。
這項研究成果已在《自然-通訊生物學》雜誌上公開發表。