Ученые намерены «обучать» бактерии для получения биотоплива из целлюлозной биомассы

Автор: Dimidrol | 15 Июня 2010

В произведении Герберта Уэллса «Война миров» крошечные организмы спасли мир от сильных высокоразвитых захватчиков, которые с легкостью разбили мощное оружие человечества. И сегодня они снова готовы прийти к нам на помощь.

Микроорганизмы играют большую роль в развитии экологически устойчивого биотоплива, которое может помочь США и другим развитым странам прекратить использование вредных ископаемых видов топлива. Ярким примером является новое открытие научно-исследовательской группы Висконского Университета, которое может привести к дешевому, высокопроизводительному процессу получения энергии из целлюлозных биомасс, используя специально выведенный род бактерий.

Целлюлозная биомасса включает в себя древесные непищевые растения, такие как деревья, кусты и некоторые травы. До сегодняшнего дня сложность состояла в том, чтобы найти эффективный способ расщепления клеточной оболочки древесных растений для извлечения молекул сахаров, необходимых для выработки биотоплива. Один их способов – это вывести новый вид бактерий для выполнения этой работы, и новое исследование использует подходящего на эту роль кандидата, найденного в почве: бактерия «Cellvibrio japonicus».

Бактерии и целлюлозные биомассы

Бактерии и грибки – природные экстракторы сахара, однако не в промышленных масштабах. Работая в отделе энергии исследовательского центра «Great Lakes Bioenergy Research Center», ученые начали выводить новый род бактерий, который мог бы действовать намного эффективнее обычных. Первое, что нужно было сделать, – это разработать способ для анализа организации генома бактерии «Cellvibrio japonicus». До сегодняшнего дня такого рода исследования не венчались успехом, однако вышеназванная исследовательская группа достигла этого, используя векторное интегрирование (процесс, привлекающий передачу внешнего генофонда в клетки). Данный метод позволил вызывать мутации в любом гене бактерии «Cellvibrio japonicus». Выведя из стоя белковый комплекс бактерии, они точно определили ферментную систему, которую бактерия использует для преобразования биомассы в сахар. Следующий шаг – распознать факторы, регулирующие систему, и определить, какие из этих факторов нужно регулировать, чтобы результативность повысилась.

Целлюлозные биомассы и экологически устойчивое будущее

В том время как многие пищевые зерновые культуры, такие как пшеница и соя, быстро теряют популярность, тополи и другие непищевые источники биотоплива активно находят себе применение. Экологически устойчивые целлюлозные растения могут выращиваться на малоплодородных землях (включая ранее застроенные), требуют малое количество воды, пестицидов и гербицидов, в отличие от пищевых зерновых. В случае деревьев, выращиваемых для биотоплива, появляется возможность организовывать используемые земли как заповедники и зоны отдыха, т.к. нет необходимости срубать деревья целиком для получения урожая. Тем не менее, требуется разумная государственная политика в отношении выращивания целлюлозной биомассы для биотоплива, чтобы предотвратить соперничество за пахотные земли с пищевыми зерновыми, т.к. спрос на биомассы уже растет: наблюдается повышение потребления биомасс на электростанциях, включая уже существующие, которые заменяют уголь на биомассу.

По данным cleantechnica.com