2014年9月底，第四届国际木质纤维素乙醇会议（ICLE4）在德国兰茨胡特举行，该会议重点对欧盟纤维素科技与产业发展态势进行了总结。 目前，帝斯曼公司和贝塔可再生能源公司已经量化生产，而阿文戈亚生物能源公司和杜邦公司也正准备投产，贝塔可再生能源公司正在意大利的克雷申蒂诺建设最大的市场级木质纤维素项目。 与亚洲、北美和生物能源“从零开始”的巴西偏重项目建设不同，欧盟各国更加关注木质纤维素相关技术的发展。以企业为主体的研发单元重视木质素产业链相关的各类技术与工艺的研发，涉及改良发酵工艺、提升C5原料利用率和增加产品附加值等多个方面。 1、微生物技术开发与利用 欧盟的传统优势在于微生物群的应用研究，无论是用于发酵的酶、酵母或细菌。欧盟企业重视任何与微生物应用相关的发现。例如，帝斯曼公司的最大优势就是它的酵母，而新贵Taurus能源公司的TrunsFerm细菌株系则是它的亮点，LeSaffre’s Leaf技术公司因其特殊微生物装置已成为贝塔可再生能源公司最大合作伙伴。最大的酶类生产公司诺维信和杜邦每年都推出的新产品，不仅具有成本降低和产率增高的特点，还具有更佳的有机生物质比率。而美国本土公司Dyadic的主要酶类实验室和主要合作伙伴Abengoa公司也是家欧盟公司。Clariant公司除为其合作伙伴制造各种酵母和酶类生物体，还提供sunliquid纤维素技术。 2、寻找高价值的碳五（C5）产品 回顾近期科学发现，常用含纤维素的原料多为C6糖类，而纤维素糖即C5糖类（又称为五碳糖，包括阿拉伯糖、木糖和半乳糖）和木质素应用较少，这类纤维素原料是细胞的组成成分，也是保持植物硬度的主要成分。通过发酵，纤维素燃料生产企业可把纤维素C6糖全部转化为乙醇，部分C5糖类也能通过基因工程酵母或细菌转化成燃料。因此，相关基因改良技术研发一直是该领域的研究热点。 木质素技术研发的另一大趋势是寻找高附加值的C5产品。传统作为燃烧取暖或供应蒸汽的原料木质素已被用于生产绿色电能并网发电。目前，木质素产生的乙醇最高价值可达到每吨660美元。贝塔可再生公司每年可利用木质素发电3.3MWh，每5吨生物质最多可转化为1吨乙醇。而绿色化学品如树脂、粘结剂、塑料等甚至可创造两至三倍的价值。 3、探素新的木质素分解途径 木质素可以成为40%甚至更高比例的纤维素原料来源。虽然通过分解技术仅有10%~20%的木质素可以产生价值，但即使是小型纤维素商业设施也可消化10万吨生物质。如果将价值150美元的木质素升级为价值1150美元的化学品，4万吨的木质素就可以获得4000万美元的可观收入。 目前，相关技术还没有取得重大突破，多数应用仍处于实验室研发阶段。分解木质素技术的目标，就是将复杂分子转化为可用于制造燃料或化学品的更小和更简单的单元，例如将芳香分子的BTX结构分解成为苯、甲苯和二甲苯等有价值的分子。Virent、Gevo和Avantium公司正在集中研发对二甲苯的生产技术，这是制造100%可再生塑料制品工艺中所缺失的一个重要环节。 研究发现，真菌具有破坏木质素的强大能力，如果找出它们的工作机理，并经人工重组提高效率，就可以更好地解决木质素分解问题。大自然能将生物质缓慢转化为化石燃料，如果可以使该过程提速，这将不失为解决现有问题的最佳途径之一。 查看详细>>

近日，首个由科学家创立的致力于建立研究和终端用户社区，开发集成生物收藏联盟网络（Network Integrated Biocollections Alliance，NIBA）的国家计划在美国开始实施。实施该计划是为了满足科学家收集数字化生物标本和掌握在科学家手中的相关研究、教育和科普用途的自然科学数据的需要。 目前，全美1000多家的博物馆、大学、学院和植物标本室收藏了数以百万计的生物标本。这些收藏品是250年来科学家们发现的用以研究地球生物物种生存状况的档案记录，可为解答人类面临的如生物系统如何应答气候变化等诸多难题提供可靠的数据基础。 NSF将在未来5年内为NIBA的组织、合作和可持续发展提供经费支持，该计划将由美国生物科学研究所（AIBS）主持。该计划初始成员还包括美国自然历史收藏保护协会（SPNHC）、自然科学收藏联盟（NSC Alliance），并已与佛罗里达大学和佛罗里达州立大学领导的数字化技术计划iDIGBio建立了协作关系。未来将有更多组织机构加入到该计划中来，为科学研究提供更多生物数据和普惠广大民众。 查看详细>>

近日，美国自然科学基金会（NSF）化学、生物工程、环境和交通系统四部决定共同为两个生物燃料产业项目提供65万美元经费资助。其一是在边际土地培育生物能源植物和检测该地区土壤的肥力修复的可行性研究。另一个是与预测第二代生物燃料对环境影响相关的项目。 研究人员认为，工业废料或其他污染物对土壤的损害可以充分修复，从而支持生物能源农作物的生产。生物燃料农作物，例如粮食作物需要的化肥可能导致水质下降，而含有化肥的水质也可能因流入到其他地区造成当地的环境恶化。 为了充分了解栽培生物燃料作物所造成的各种影响，研究人员还将利用整体方法来检验生物基产品的整个生命循环境过程。在评价生物燃料在减少温室气体排放和节约能源的潜力同时，权衡其产生的长期效益和潜在问题。 科研究人员现已能对栽种玉米、大豆、柳枝稷、油菜籽和海藻未来可能对全国范围造成的影响进行量化检验，并评价其对经济、社会和环境造成的影响，评价指标包括生物能源农作物是否满足《能源独立和安全法案可再生燃料标准》所设定的燃料产品质量要求。 该项目还包括制订各种农业和环境管理战略，以防止或缓解各种由于种植生生物能源农作物而产生的不良后果。该项工作还将提供一个可用于评估未来生物燃料种植和生产的生命循环和衡量美国燃料发展战略的可持续性的评价方法框架。 查看详细>>

2014年9月17日，日本科学理事会发布题为《大数据分析开启生物学新时代》的报告，总结了生物大数据分析的趋势，现存的问题，并对新领域布局和人才培养方面给出了相关建议。 1.生物大数据分析的未来趋势 在生物学新时代到来之际，解决该领域现存的开放式问题是关键。针对这些问题开展的信息分析具有以下四个特征：自下而上与自上而下研究相结合；结构揭秘与统计研究相结合；序列信息与空间结构信息的综合分析；模拟生物多样性与复杂性。 2.生物学上的未解之谜（开放式问题） 随着科学的发展，解决大型的开放式科学问题的逐渐成为各学科领域的中心课题。生物学领域亦如此。此前，由于解决这些问题的数据不充分，同时也缺少了解整个生物体的方法论。因此，迄今为止生物学的重点都放在单个点上。随着生物类数据急剧增长和积累，也包含了与上述难题相关联的数据。本报告对生物学的开放式问题进行了重新定义。 （1）生物的起源、进化、多样性问题 通过基因水平的多样性分析来揭示推动生物进化的机制。 （2）生物体分子的构造形成和机能相关问题 虽然已获得许多氨基酸序列和蛋白质空间结构的数据，序列、构造、功能三者之间相互关系的问题仍未得到解决。 （3）生命系统的协作问题 揭秘生物体如何将各个部件整合成一个系统，协调运作的问题。 （4）基因组序列与环境和疾病的关系 多样的基因突变组合与生物体相互作用将成为重要的问题。 （5）对意识和精神活动的认识 目前人类已获得大量大脑、神经相关的图像数据，有助于找到与大脑构造相关的调控基因，及其如何受环境影响的问题的答案。 3.相关建议 本报告从领域开拓、人才培养、社会影响三个方面阐述生物大数据与生物信息学未来发展。 （1）领域布局 进入生物大数据时代，生物学各领域被细分化。因此，需要以生物学开放式问题为中心，系统地部署研究网络，合理分配资源。 （2）人才培养 生物大数据分析相关人才需求急剧扩大。这方面的人才需要有充分利用生物大数据以对整个生物体结合进行研究的能力，同时也需要能洞察新的伦理问题的人才。 （3）社会影响 新时代的生物学研究对社会和经济做出极大的贡献。生物科学作为科技前沿领域，需要特别注重伦理问题。 查看详细>>

美国普渡大学在2014年9月下旬宣布发现了负责纤维素合成的酶的分子结构，该发现将有效降低降解植物材料的难度，以用于生产生物燃料和其他产品。该研究的意义在于，研究人员将可以根据应用目的而重新设计纤维素，例如，可以使棉花更易于吸附染料，使纤维素更易于降解用于生产纤维素生物燃料。 查看详细>>

酵母早已被用于生产一些最为常用的止痛物质，如啤酒和葡萄酒等，如今，科学家通过基因工程方法制造出一种可以生产最强力止痛剂——吗啡的酵母工程菌。研究成果发表在Nature Chemical Biology期刊上。 诸如吗啡和可待因等鸦片制剂是治疗剧烈疼痛的必需药物，但是这些药品的生产却并不容易，所有这些都需从罂粟中提取，每年需几万到几十万吨才能满足全球的需求。同时，罂粟作物还会受到气候、疾病、甚至罂粟种植国政治混乱的影响，这将进一步抑制鸦片制剂的商业生产。 为了绕开这些潜在的挑战，研究人员将目光转向酵母，他们将从罂粟分离的几个基因插入到酵母细胞，这几个基因编码罂粟中负责生产鸦片制剂的酶。通过对系统的稍微调整来修正酶的相对数量后，研究人员为酵母“喂养”称为二甲基吗啡的吗啡前体化学物质，然后酵母就可以代谢合成吗啡。 虽然目前的工程酵母尚无法从头开始合成吗啡，但相信通过更多的努力以及添加更多的几种酶，工程酵母将能生产处方水平的止痛剂。 查看详细>>

美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校和西北大学的科学家宣布，他们已验证了一个分析细菌基因组数据的算法的价值，可以加速发现新药。该研究成果发表在Nature Chemical Biology期刊上。 当前使用的大部分药物是通过筛选细菌和其他有机体，利用它们生产天然产品、有用的生物化合物的能力来进行药物生产。近年来，制药企业大量放弃这种战略，取而代之的是综合筛选有用特性的创新化学品，这是一个获得了一些新抗体的研究领域。 目前人们可以获取越来越多的细菌基因组信息，提供了获取新天然产品的潜力，如果研究人员可以通过观察细菌的DNA而推断出细菌能生产的产品，那么研究人员则不用再走传统的冗长的药物筛选途径。然而，这却是一项艰巨的任务，许多基因簇拥有一些或全部的相同基因，利用传统的比较方法很难进行区分。 为了解决这个问题，研究人员提出了计算机解决方案：组合了多个比较矩阵，每个矩阵都拥有标准化的权重，设计一个算法来将来自830个细菌基因组的11422个基因簇分类成一个有序的、可查询的参照系。 查看详细>>

藻类由于其生长迅速，吸收二氧化碳，并可以利用市政污水等废弃资源等特性，是一个极具吸引力的生物燃料原料。藻类储存太阳光能，然后转换为先进烃燃料，直接替代石油燃料。但目前相关的生产、处理和转化过程成本较高。 为了帮助降低成本，美国能源部发布2500万美元的融资机会，以帮助提高藻类生物燃料的经济性。这是首轮融资，集中开发藻类生物燃料的副产品，如动物饲料、特种化学品或聚合物。高价值副产品生产可以帮助抵销生产燃料商品的成本，秉承石油行业的商业模式，即不仅生产燃料、还生产塑料包装袋、衣服和润滑剂等。副产品使整个生产过程更加有利可图。 此项融资主要源于近期能源效率与可再生能源办公室（EERE）下设的生物能源技术办公室（BETO）在创建具有成本效益的藻类生物燃料方面取得的五项主要成就。 （1）四项藻类项目分别获150万-500万美元的资助，旨在增加藻类的生产力，以此来降低成本。该笔资金使位于夏威夷的Cellana公司获得补充项目资助——创建以藻类为原料的生产系统。该项目将帮助BETO在2018年实现每英亩藻类原料年产2500加仑藻油。 （2）2014年6月，Neste石油公司，世界上最大的可再生柴油生产商同意从可再生藻类能源公司（RAE，一个生产微藻产品的公司）购买藻油。RAE在能源部资金资助下首次证明其藻油收集和提取技术的可行性，并与Neste公司签署承购协议。这意味着RAE迈向藻类生物燃料商业化的重要一步。 （3）康奈尔大的联盟从2010年开始持续获得美国能源部资助，在提高藻类生产力方面取得显著进步，如在上游设计一个商业规模藻类养殖和收获过程。2014年以来，该联盟已实现提高藻类生产力方面里程碑成果，即每年每英亩藻类原料生产藻油产量增加至1500加仑。 （4）先进生物燃料和生物制品国家联盟发布了一份报告，详细描述将藻类生物燃料的成本降至每加仑汽油当量7.5美元的颇具潜力的研究进展，包括：发现和改良藻类菌株，使其生长更快，脂肪含量更高；设计更高效率的过滤系统用于收集藻类，开发水热液化转化过程。该联盟由39家机构组成，获得能源部5000万美元的资助。目前这项投资已培养了新一代藻类研究团队，催化开发了整个供应链中宝贵的知识产权。 （5）太平洋西北国家实验室和国家可再生能源实验室在能源部资助下完成了两份调研报告，确定了降低成本的最大挑战在于利用详细的设计方案来降低成本。这些设计方案包括整个藻类水热液化技术途径和藻类脂质提取和升级技术途径。报告以转化途径的过程改良为重点，分析表明藻类养殖成本构成整个成本较高的主要部分。养殖成本可通过提高生物质产量来降低，这样也是新的融资焦点。 美国能源部希望到2030年将藻类生物燃料成本降至每加仑汽油当量3美元。 查看详细>>

美国市场调查与咨询公司MarketsandMarkets发布的最新报告预测，2019年乳酸市场将达35.775亿美元，聚乳酸市场将达50.107亿美元，未来5年的年均复合增长率为20.8%。乳酸主要应用于合成生物可降解聚合物、食品和饮料、个人护理品和医药品等，聚乳酸主要应用于包装、农业、汽车、电子、纺织等产业。2013年，合成生物可降解聚合物是乳酸的最大应用领域，其次是食品和饮料行业。包装业是聚乳酸最大的应用领域。乳酸和聚乳酸行业的龙头企业包括美国的Nature works公司，荷兰的普拉克公司和Synbra Technology B.V公司等。 查看详细>>

下一代测序（NGS）市场快速扩张，预计增长率达到23.1%。该市场也是基因组学领域利润较高的，2014年全球NGS市场价值将达25亿美元，预计2020年这一数值有望升至87亿美元。随着对基因组学研究的持续支持，各政府机构如美国国家人类基因组研究所（NHGRI）和英国生物技术与生物科学研究委员会（BBSRC）越来越多地应用高通量测序平台。 在更高通量，更精确和更低成本的需求指导下，市场持续创新和发展推动下一代测序市场的整体增长。诸如研究机构资助缩减等因素都阻碍该市场的增长。此外，由基因序列产生的大数据分析以及随后对这些已分析数据的存储和管理都仍存在挑战。由于NGS技术和数据的复杂性，整个NGS工作流程的标准化仍不能满足需要。这个市场的增长机会，包括发展预测序、云计算和NGS生物信息学解决方案。 2014年，NGS平台市场以Illumina公司为主导，占据了74％的市场份额。其他拥有商业平台的公司，包括生命科技（已被赛默飞世尔科技收购）（美国），罗氏（美国）和太平洋生物科学公司（美国）。最近推出的平台：如HiSeq x10和NextSeq500将带动市场的进一步发展。基于NGS工作流程步骤，NGS整个市场主要分为三个部分：预测序、NGS平台和服务，以及NGS数据分析、存储和管理。 由现今的测序仪产生的原始测序数据不反映其本身任何有意义的信息。因此，开发NGS数据分析的开源工具需要有充足的生物信息学背景。这些因素为商业化的NGS生物信息学软件、工作平台和服务提供了巨大的机遇，而这些领域的市场目前较为分散且规模较小。全基因组测序、外显子组测序、有针对性的重测序、从头测序、RNA测序、芯片测序和甲基测序是利用NGS数据分析工具和服务的主要应用对象。包括CLC生物（QIAGEN子公司）（荷兰），Biomatters（新西兰），Partek（美国），Genomatix（德国），Knome（美国）和DNASTAR（美国）等在内的公司将主导这个市场。 NGS定位于革命性的应用市场：如诊断、药物开发、生物标志物发现、个性化医疗、农业和动物研究。研究机构和政府机构是NGS主要的终端用户市场；随着成本的下降，在诊断中的应用增加，以及NGS自身的高通量和灵敏度等特性，其在医药的应用率也会不断增加。 NGS市场将见证在短短几年内基于纳米孔测序技术和完全集成型工具的全新一代测序平台能够完成所有NGS工作流程的步骤。 查看详细>>