特寫

創意細菌發電技術

2012年3月

燃煤發電污染環境,核能發電又有核輻射泄漏的危險,人類不斷探索其他可再生能源,除了太陽能和風力發電外,中大理學院及工程學院本科生組成的基因工程隊伍研究出一種新的發電方法──太陽能加細菌。

嗜鹽細菌中有一種氯視紫紅質(halorhodopsin),這種蛋白質是光驅動的氯離子泵,在受光刺激後,會將周遭的氯離子輸送進細菌的細胞內。中大隊伍利用氯視紫紅質這種特性,開發出利用外部光源改變細胞內氯離子濃度的生物零件(BioBrick)。所謂生物零件,是合成生物學中標準化的組件,概念就像積木或電子零件一樣,可以用來組裝合成生物。

中大隊伍研製的生物零件有兩大應用前景,一是可用作「混合熵電池」(mixing-entropy battery),即利用鹹淡水之間的含鹽量差異來發電;另外是用於海水化淡,以光線控制細菌吸收海水中的氯離子,降低海水鹽分供人飲用。這些構思如能實現,可以為人類改善水源和能源兩大環境問題。

這支隊伍由四名教授、三名學生導師及二十四名學生組成,其中十九人是生命科學學院學生、四名工程學院學生及一名化學系學生。這群年輕科研人員非常認同愛因斯坦的名句──「想像力比知識更重要。」氯視紫紅質就是在他們的大膽構想下,開發出無限可能。這項再生能源的創意發明,去年10月在國際遺傳工程機器設計競賽(iGEM)的亞洲區比賽中為他們帶來金獎,並同時獲頒最佳生物新天然零件及最佳零件實驗量度兩項大獎。

來自生化課程的陳灝晴表示:「iGEM比賽讓我有機會使用一般本科生難以接觸到的嶄新科技儀器和技術,還可學習到多項課程外的技巧,如做實驗、寫作、領導能力、社交、統計分析、表達技巧等;繁重的工作量亦使我的毅力得到很好的鍛鍊。」

iGEM評審小組對這個項目讚賞不已,印度國立生物科學中心的穆昆德‧塔達伊教授在頒發最佳零件實驗量度大獎時表示,中大隊伍詳細分析了所開發的生物零件的特性,其他研究人員已隨時可以使用。另一評審,北京大學的歐陽頤教授在頒發生物新天然零件大獎時,特別讚揚使用細菌感光離子通道來發電的構思甚具創意。

iGEM比賽由麻省理工學院於2004年創立,專為本科生而設,是國際合成生物學界每年一度的盛事。

中大iGEM參賽隊伍網頁:http://2011.igem.org/Team:Hong_Kong-CUHK