生物世界主要分为自养生物和异养生物，前者将CO2转化为生物量，后者消耗有机化合物。尽管人们对可再生能源储存和更可持续的粮食生产有着广泛的兴趣，但迄今为止，利用CO2作为其唯一碳源的工业相关异养模式生物工程仍然是一个突出的挑战。近日，以色列魏茨曼科学研究所Ron Milo的研究团队，首次实现将大肠杆菌转变为能够从CO2中产生所有的生物碳。研究人员报道了实验室时间尺度上这一转变的成就。研究人员构建并进化了大肠杆菌，以利用CO2生产其所有生物质碳。降低功率和能量但不提供碳，而是通过可以通过电化学方式产生的一碳分子甲酸酯提供的。核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶和磷酸核糖激酶与甲酸脱氢酶共表达，以通过卡尔文循环固定和还原CO2。在不断增加的有机碳限制下，在化学恒温器中进行连续数月的实验室进化后，实现了自养生长，并通过同位素标记进行了确认。
Shmuel Gleizer, Roee Ben-Nissan, Yinon M. Bar-On, et al. Conversion of Escherichia coli to Generate All Biomass Carbon from CO2. Cell, 2019.
DOI: 10.1016/j.cell.2019.11.009
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(19)31230-9
