甲烷是一種強溫室氣體，其全球變暖潛能值遠超CO2。甲烷氣體主要來源包括化石資源開采、煤礦伴生氣、水稻田以及厭氧發酵過程產生的沼氣。目前甲烷主要應用方式是燃燒生熱能，其利用方式單一，且轉化過程碳原子經濟性低下。隨著全球人口的增長和氣候惡化的加劇，蛋白、多糖原料等必需食品供需緊張。微生物蛋白作為一種優質的替代蛋白來源，顯示出巨大的潛力。利用甲烷這種溫室氣體作為生物製造原料，不僅可實現資源的有效利用，還能有效緩解“與人爭糧，與糧爭地”的緊張局麵，對於可持續發展具有重要意義。

　　近年來，我國高度重視甲烷氣體的減排與高效利用。針對當前存在的問題，西安交通大學費強教授團隊創新性地提出了利用微生物轉化甲烷氣體合成高價值大分子產品的新策略。他們成功開發了針對嗜甲烷菌細胞工廠高效合成細胞蛋白和多糖聚合物的高密度發酵技術，並深入解析了細胞工廠中碳氮代謝流的協同適配機製。該研究首次引入基於氮氧營養的可控性誘導策略，通過人工定向強化，顯著提升了特定產物的生產效率。這一策略實現了甲烷到大分子產品的高效一步轉化，為甲烷的高價值利用和新質生產力的發展開辟了全新的道路。

　　值得一提的是，甲烷的碳原子成本僅為糖基原料的20%，這意味著與直接燃燒相比，利用甲烷生產甲烷基蛋白和多糖的碳減排效果顯著，減排幅度均超過50%。此外，與大豆蛋白相比，甲烷基蛋白的生產能夠節約超過500倍的耕地和3000倍的淡水資源，為我國糧食安全和“耕地紅線”的保障提供了切實可行的方案。因此，這一研究不僅展示了甲烷生物製造所具備的顯著經濟和社會效益，也為我國低碳綠色發展提供了重要的科學依據和技術支撐。

　　上述研究成果以“嗜甲烷菌生物合成可食用產品的可控性誘導新策略”(A novel nutritional induction strategy flexibly switching the biosynthesis of food-like products from methane by a methanotrophic bacterium) 為題，在國際可持續技術領域著名期刊《綠色化學》(Green Chemistry)上作為封麵文章發表。

　　西安交通大學為第一通訊單位，化工學院博士生高子熹和助理教授郭樹奇為共同第一作者，費強教授為共同通訊作者。該研究得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、陝西省傑青基金和陝西高校創新團隊等項目的支持。