能進行光合作用的不止有植物，還包括一些微生物，而且光合作用并不是它們獲取能量的唯一方式，但是到目前為止，人類對微生物的生物能利用潛能依然是知之甚少。最近，美國能源部（DOE）能源高級研究計劃署（ARPA-E）拿出4000萬美元對13個研究項目進行資助，旨在尋求從現存和合成微生物中獲取燃料的可能性，資助時限將長達三年時間。

這些研究課題主要集中在如何誘使微生物產出可作為能源使用的液態燃料，其改造手段包括設計一些自然界中尚未被發現的代謝通路。據能源高級研究計劃署的官方網頁上介紹，理論上，比起生產液態生物燃料的傳統方法，這些微生物的產出效率要高出10多倍。現在讓我們細數一下這一大筆錢到底投到那些生物工程領域了。

1.利用大腸桿菌（E.coli）生產液態燃料：600萬美元

項目名稱：將大腸桿菌改造成為電子燃料反應器用于生產標準異辛烷

領導機構：Ginkgo BioWorks公司

所用微生物：大腸桿菌（E.coli）

項目目標：利用大腸桿菌將二氧化碳和電能轉化為標準異辛烷，將其應用于美國現有燃料系統中，以供交通運輸使用

2.利用氫氣生產生物柴油：600萬美元

項目名稱：將氫氣和二氧化碳直接轉化為生物柴油的新型生物轉化法

領導機構：OPX生物技術公司

所用微生物：鉤蟲貪銅菌（Cupriavidus necator）

項目目標：構建一種可以利用氫氣和二氧化碳產生生物柴油的新型基因工程菌

3.開發細菌燃料電池：4,194,125美元

項目名稱：構建一種反向的細菌燃料電池

領導機構：哈佛醫學院－懷斯研究所

所用微生物：未知

項目目標：構建一種能將電能轉化為化學能并生成辛醇的細菌

4.將電能轉化為汽油：400萬美元

項目名稱：高乙醇濃度下的電能自養系統

領導機構：加州大學洛杉磯分校

所用微生物：未知

項目目標：構建一種以電能代替太陽能生產高辛烷含量汽油的基因工程菌

5.利用二氧化碳、氧氣和氫氣合成丁醇：3,977,349美元

項目名稱：利用兼性自養氫細菌將二氧化碳轉化為生物燃料

領導機構：俄亥俄州立大學

所用微生物：氫細菌

項目目標：開發利用二氧化碳、氧氣和氫氣合成丁醇的基因工程菌；構建可擴展的生物反應器和從反應器中提取丁醇的新技術

6.利用土壤微生物獲取航空燃料：3,948,493美元

項目名稱：開發一種集成式微生物電催化（AEC）系統，利用二氧化碳生產液態燃料

領導機構：勞倫斯伯克利國家實驗室

所用微生物：真氧產堿桿菌（Ralstonia eutropha）

項目目標：將微生物與電化學催化系統結合起來，利用氫氣和二氧化碳生產丁醇，再利用化學方法將丁醇轉化為航空燃料
7.利用微生物生產生物柴油：3,195,563美元

項目名稱：生物燃料生產過程中有基因工程菌參與的碳利用過程

領導機構：麻省理工學院

所用微生物：厭氧微生物和好氧微生物

項目目標：利用厭氧微生物產生有機物質，再利用好氧微生物將其轉化為可用于生產生物柴油的油脂

8.利用嗜高溫細菌將二氧化碳轉化為燃料：2,729,976美元

項目名稱：通過極端嗜熱古細菌構建液態電力燃料轉化系統

領導機構：北卡羅來納州立大學

所用微生物：古細菌

項目目標：利用生活在極端高溫環境中的古細菌，開發一種將二氧化碳轉化為生物燃料的新方法

9.利用微生物電解的方式將二氧化碳轉化為燃料：2,342, 602美元

項目名稱：電解燃料：從二氧化碳到丁醇的生物電化學還原

領導機構：南卡羅來納醫科大學

所用微生物：未知

項目目標：開發微生物電解系統，利用電能將二氧化碳轉化為乙醇和丁醇

10.用土壤細菌獲取丁醇：1,771,404美元

項目名稱：利用改造過的真氧產堿桿菌以二氧化碳、氫氣和氧氣為原料合成異丁醇（IBT）汽車燃料

領導機構：麻省理工學院

所用微生物：真氧產堿桿菌（Ralstonia eutropha）

項目目標：工程化真氧產堿桿菌生產異丁醇

11.改造耗氫細菌生產汽油：150萬美元

項目名稱：用紅細菌構建通用的微生物平臺生產燃料

領導機構：賓夕法尼亞州立大學

所用微生物：紅細菌屬

項目目標：將來自產油藻類的基因插入耗氫的紅細菌中，使它可以利用電能生產汽油

12.改善現有的電能燃料技術：100萬美元

項目名稱：依靠從電極向微生物直接的電子轉移獲得電能燃料

領導機構：馬薩諸塞大學阿姆赫斯特分校

所用微生物：未知

項目目標：優化現有的可以利用微生物電子合成過程生產生物燃料的微生物

13.利用反向微生物燃料電池獲得丁醇：543,394美元

項目名稱：利用反向微生物燃料電池中的氨氧化細菌通過二氧化碳產生生物燃料

領導機構：哥倫比亞大學

所用微生物：亞硝化單胞菌（N. Europaea）

項目目標：利用轉基因亞硝化單胞工程菌將氨和二氧化碳轉化為丁醇