蛋白质的构成基础氨基酸对所有生物都至关重要。佐治亚理工学院的研究团队开发了一种新型无细胞系统，能将二氧化碳当量转化为氨基酸，效率高达97%，同时降低生物处理成本超过40%。这一进展有望为可持续氨基酸生产提供碳负性解决方案。

氨基酸广泛应用于药品、化妆品和工业领域，但传统生产方法能耗高，导致温室气体排放。新的无细胞系统基于2024年首创的技术，通过优化过程提高效率，减少碳足迹。

研究由生物工程博士学生Ray Westenberg和教授Pamela Peralta-Yahya领导，成果发表在《ACS Synthetic Biology》期刊。Peralta-Yahya表示：“我们正利用低成本碳源，在碳负性过程中构建基本成分，将焦点从减碳转向碳消耗创造价值。”

团队采用无细胞技术，引入嗜热细菌Moorella thermoacetica的酶来保护系统组件，通过加热去除低效背景机制。这一优化使丝氨酸和甘氨酸合成产率提升至97%，是先前系统的近三倍。

为降低成本，团队设计了四氢叶酸（THF）回收方法，将所需THF量减少五倍，生物处理成本降低42%。Peralta-Yahya指出，这种效率提升和成本削减是推动碳负性技术向工业规模应用的关键步骤。

出版详情：作者：Georgia Institute of Technology；标题：《Synthesis of amino acids from carbon reaches 97% efficiency with cell-free system》；发表于：《ACS Synthetic Biology》(2025)。