484.45
-0.06
527.28
+8.56
8.65
+0.04
+11
Погода в Ереване
Рус
Американские биологи создали "биотопливный конвейер" из кишечной палочки
09:32
29 Ноября 2011

Американские биотехнологи вывели несколько штаммов кишечной палочки, способных заменить практически весь конвейер производства биотоплива - эти микроорганизмы умеют расщеплять целлюлозу и другие исходные компоненты биомассы на части, превращать их в сахаристые соединения и использовать для сборки молекул органических веществ, пригодных для использования в качестве готового топлива, передает РИА Новости.

Джей Кислинг (Jay Keasling) из университета Калифорнии в Беркли (США) и его коллеги описали особенности бактерии - "биореактора" и обрисовали перспективы ее применения в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Практически все технологии производства биотоплива делятся на два этапа - расщепление ксилана и целлюлозы при помощи бактериальных или искусственных ферментов и превращение промежуточного продукта в готовое топливо. Невысокая эффективность бактерий-расщепителей целлюлозы и высокая цена на искусственные катализаторы отпугивает потенциальных инвесторов.

Группа ученых под руководством Кислинга смогла объединить оба этих этапа в наборе совместимых друг с другом штаммов кишечной палочки (Escherichia coli), вставив в их геном наборы генов, отвечающих за расщепление целлюлозы и выделение биотоплива.

На первом этапе своей работы авторы статьи сравнили большое количество генов бактерий, пригодных для расщепления биомассы. Они отобрали 10 наиболее эффективных ферментов и вставили соответствующие им гены в ДНК кишечной палочки.

Два из них - фермент-расщепитель ксилана Xyl10 и разрушитель целлюлозы Cel - оказались "рабочими". Бактерии с этими генами успешно расщепляли до 5% целлюлозы и 11% ксилана на небольшие фрагменты-олигомеры. Ученые "настроили" эти гены таким образом, что расщепляющие молекулы выделялись за пределы оболочки бактерии. Это решило одну из главных проблем кишечной палочки - небольшое количество ферментов, которые она выделяет в питательную среду.

Затем биологи провели аналогичные эксперименты с двумя наборами генов, выделенных из ДНК бактерий, способных расщеплять "обрывки" молекул целлюлозы и ксилана. Эти фрагменты были подключены к двум предыдущим таким образом, что они включались лишь в том случае, если в питательном растворе присутствовало достаточное количество олигомеров ксилана и целлюлозы.

Такая архитектура "живого конвейера" позволила ученым добиться невиданных темпов роста - скорость размножения бактерий с "ксилановыми" и "целлюлозными" генами была ограничена лишь концентрацией сахаристых веществ в среде их обитания.

Убедившись в эффективности своих "подопечных" в лабораторных условиях, ученые попытались использовать их на практике. Кислинг и его коллеги подготовили биомассу из листьев и стеблей гигантского проса (Panicum virgatum) - дикого растения из североамериканских прерий. Ученые обработали биомассу при помощи растворителя целлюлозы - ионной жидкости - и добавили полученный раствор в пробирки с бактериями.

В целом, бактерии из той и другой группы успешно заселили новую среду и развивались нормальными темпами, что подтвердило жизнеспособность "конвейерных" штаммов кишечной палочки. Это справедливо и для смешанных колоний из "ксилановых" и "целлюлозных" бактерий - они не мешают друг другу, и их жизнедеятельность не пересекается с химической точки зрения.

После этого эксперимента оставался последний шаг - производство биотоплива. Ученые присоединили к геномам своих кишечных палочек несколько "линий", отвечающих за сборку биоаналогов бензина, дизельного топлива и авиационного керосина.

Как и ожидали ученые, новые штаммы кишечной палочки производили те виды биотоплива, которые были "запрограммированы" Кислингом и его коллегами. Как отмечают биологи, промышленное применение этих штаммов потребует значительного улучшения эффективности ферментов, расщепляющих целлюлозу и ксилан.-0-

Loading...
Материалы по теме

Другие материалы раздела
21:20
23 Апреля 2017
Страны не справляются со резким ростом спроса на университетское образование - ЮНЕСКО
В последние годы наблюдается стремительный рост спроса на университетское образование.
11:09
23 Апреля 2017
Уникальная диета "убивает" рак и диабет
Новое исследование показывало, что содержание высокого содержания жиров может обратить вспять агрессивные виды рака
15:54
20 Апреля 2017
Яндекс.Деньги посчитали расходы жителей Армении в магазинах и ресторанах
Аналитики Яндекс.Денег выяснили, сколько тратят на еду жители Армении и в какие рестораны они ходят чаще всего
12:04
20 Апреля 2017
Ученые обнаружили новую причину вымирания мамонтов (ВИДЕО)
Ученые из Австралии, Канады, Норвегии, России и США обнаружили свидетельства в пользу новой причины вымирания экосистем позднего плейстоцена, включающих в себя мамонтов.
19:38
19 Апреля 2017
Астрономы нашли гигантский двойник Юпитера
Международная группа астрономов обнаружила газовый гигант, который в три раза массивнее Юпитера
19:46
17 Апреля 2017
Физики назвали условие обнаружения землянами инопланетян
Физик Джей Олсон из Университета штата Айдахо в Бойсе (США) назвал условие для обнаружения современными жителями Земли разумных существ
14:04
17 Апреля 2017
Ученые обнаружили на юге Аргентины яйца динозавров
Внутри яиц сохранились останки эмбрионов динозавров
21:52
16 Апреля 2017
Ученые выявили секрет крепкого сна
Английский драматург Томас Деккер в XVI веке назвал сон "золотой цепью", связывающей наши тела и наше здоровье
19:39
16 Апреля 2017
Пользователь обнаружил способ включить секретный режим YouTube
Пользователь форума Reddit обнаружил скрытый темный режим интерфейса YouTube
21:27
15 Апреля 2017
На спутнике Сатурна может быть жизнь - ученые
Ученые зафиксировали геотермальные источники на спутнике Сатурна Энцеладе, способные там поддерживать жизнь
12:22
15 Апреля 2017
Ученые разработали устройство, собирающее питьевую воду из воздуха
Устройство способно давать воду при относительной влажности воздуха 20% и выше, для работы оно использует солнечный свет.
21:04
14 Апреля 2017
NASA не успеет полететь к Марсу вовремя
Корабль и ракета для полёта к Марсу будут стоить NASA 23 миллиарда долларов ещё до начала первого полёта