弗朗西斯·阿诺德正在设计制造更好的酶以分解纤维素

　　每年，美国《技术评论》杂志都要评选出未来几年将会扮演重要角色的10项技术。这些技术涉及的领域十分广泛，包括能源、计算机软件和硬件、生物成像等等。今年，在名列榜单的10项技术中，纤维素酶（cellulolytic enzymes）和原子磁力仪（atomic magnetometers）两项成果是科学家们努力解决关键问题时的结晶，而突发事件建模（surprise modeling）、connectomics、probabilistic CMOS、 现实挖掘（Reality Mining）和离线Web应用（offline Web applications）等5种技术则代表着科学家看待问题的全新方式。

　　纤维素酶

　　美国加利福尼亚理工学院化学工程和生物化学系教授弗朗西斯·阿诺德正在应对生物燃料产业最艰巨的挑战之一：设计制造更好的酶以分解纤维素。

　　2007年12月，美国总统布什签署了《2007能源独立和安全法案》。该法案要求到2022年美国至少每年生产360亿加仑的可再生燃料，这几乎是现在水平的5倍。在这一总量中，以农业废弃物、木屑和牧草为原料制造的纤维素生物燃料要占到160亿加仑。如果能够满足这一要求，届时美国的汽油消耗量将会大幅下降，同时温室气体排放量和国外石油进口量也会大为减少。

　　然而，这一野心勃勃的计划面临着一个巨大的障碍：此前尚没有人能够以具备成本优势的工业方法生产纤维素生物燃料。现在，几乎所有在美国生产的乙醇都来自玉米淀粉。其过程是将淀粉分解成糖，然后再通过工业手段把这些糖发酵变成乙醇。要想从更加便宜的原料中生产乙醇，就需要一种可以使糖分子自由形成纤维素晶体链的有效方式。这是“实现大规模、商业化生产纤维素生物燃料时最为昂贵的制约环节”，阿诺德说。

　　阿诺德和许多其他科学家都认为，要想更加高效、低廉地分解纤维素，没有比酶更合适的了。阿诺德已经用了将近20年时间设计制造新的酶，以用于药物制造、去污等。阿诺德认为自己正在朝正确的方向前进。