Генетики заставили бактерии производи ть спирт из макроводорослей

http://scitec.speleologov.net/371/

Преобразованные кишечные палочки научились напрямую конвертировать бурые водоросли в этанол, притом с хорошей эффективностью. В перспективе это достижение позволит перенести задачу получения сырья для биотоплива от наземных ферм к морским.

Исследователи из калифорнийской компании Bio Architecture Lab научили бактерии преобразовывать нужным людям образом полисахарид альгиновую кислоту, в большом количестве содержащийся в водорослях.

uxk.jpg

Cтатья в Science, посвящённая новой работе, удостоилась обложки номера.

Как передаёт Green Car Congress, используемые сейчас в промышленности микробы не могут усваивать это вещество. А ведь около 60% сухой биомассы водорослей – это различные сахара, и при этом более половины из них – тот самый альгинат.

Первый кусок мозаики генетики получили от некой бактерии из рода Pseudoalteromonas. Заимствованные у неё гены отвечают за сборку фермента альгинат-лиазы, расщепляющего полисахарид на несколько частей – олигомеров.

Генетически модифицированная бактерия выделяет этот фермент на своей поверхности. Здесь происходит первый этап усвоения водорослей.

Дальше биологи из Bio Architecture Lab воспользовались собственным открытием. Они идентифицировали у вибриона Vibrio splendidus солидный фрагмент ДНК длиной 36 тысяч пар оснований, который отвечает за синтез ферментов, необходимых для транспорта и метаболизма данных олигомеров.

Новые ферменты помогают преобразованному микробу переправить разрозненные кусочки бывшего полисахарида внутрь клетки.

Прочие гены от V. splendidus заставляют клетку выполнить целую цепь химических реакций. И как финальный штрих – ещё заимствованные гены, на этот раз от бактерии Zymomonas mobilis. Они окончательно превращают промежуточные вещества в этанол.

uxj.jpg

Для любителей покопаться в деталях приводим цепочку превращений, выполняемых трудолюбивой бактерией.

Авторы работы сообщают, что выход спирта по весу составил 0,281 от массы сухих водорослей и что это эквивалентно примерно 80% от максимального теоретического производства этанола из сахара, содержащегося в макроводорослях.

Команда отмечает, что бурые водоросли не содержат лигнин, а потому их сахара могут быть освобождены с помощью простой перемолки биомассы. Ещё плюс – культивирование водорослей не требует пахотных земель, удобрений, пресной воды и не ставит людей перед дилеммой – отдавать выращенные растения на топливо или использовать как пищу.

Исходя из возможного темпа роста водорослей и КПД преобразования их в жидкое топливо, авторы технологии оценивают возможную производительность морских ферм как 19 тысяч литров этанола с гектара в год. А это примерно вдвое больше, чем соответствующий показатель для сахарного тростника, и в 5 раз выше, чем у кукурузы.

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s