来源：Adv Sci (Weinh) | 编译：DNA Lab Space
导语
木质素是自然界储量最丰富的可再生芳香族聚合物，却长期被低值燃烧或简单废弃。这篇由天津大学元英进团队等发表于《Advanced Science》的观点文章，提出以合成生物学为核心，构建“木质素—芳香单体—高值化学品”的可持续芳香碳生物制造路线。文章系统梳理了从木质素解聚、代谢途径重构到细胞工厂优化的全链条技术进展，为木质素在碳中和背景下的增值利用提供了新范式。
研究背景
木质纤维素生物质由纤维素、半纤维素和木质素三大组分构成，其中木质素约占15%–30%，是地球上唯一大量存在的可再生芳香碳源。其聚合骨架由对香豆醇、松柏醇和芥子醇等苯丙烷单元通过C–C键和醚键随机偶联形成，因而具有高度异质性和抗降解性。长期以来，工业木质素主要作为低品位燃料焚烧，或用于制备分散剂、粘合剂等低附加值产品，芳香环中的碳绝大部分以二氧化碳形式释放，未能发挥其资源价值。
如何将木质素中的芳香碳高效、定向地转化为高附加值化学品，一直是生物炼制领域的核心难题。传统热化学解聚如水热液化和快速热解，虽然能获得酚类混合物，但产物复杂、分离成本高；而生物转化具有条件温和、选择性强的优点，却受限于木质素解聚效率低、微生物对酚类抑制物耐受性差、芳香环裂解途径碳损失大等问题。合成生物学的兴起，使得研究人员可以系统重构微生物的代谢网络、改造关键酶元件、提升底盘细胞的底物利用和产物耐受能力，为木质素“变废为宝”提供了全新的工程化思路。该论文正是在这一背景下，提出“芳香碳生物制造”这一整合概念，倡导重新想象木质素在可持续生物经济中的角色。
研究方法
该论文属于前瞻性综述，作者并未开展单一实验，而是通过系统梳理和整合领域内合成生物学关键技术，提出了从木质素到芳香碳产品转化的完整技术路线。其核心论述框架包括六个层面。
首先是木质素预处理与解聚技术。论文比较了酸催化、碱催化、离子液体和生物酶法等多种解聚方案，指出温和条件下获得可被微生物利用的芳香单体混合物是实现木质素生物转化的重要先决条件。其中，β-芳基醚键的靶向断裂被视为提高香