486.67
+0.35
520.49
+1.39
8.22
+0.01
-3
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
18:35
18 Января 2017
Неизлечимую опухоль мозга удалось вылечить препаратом от малярии
Ученые из Колорадского университета уменьшили резистентную к лечению опухоль мозга у 26-летней пациентки с помощью препарата от малярии.
21:24
17 Января 2017
Исландские генетики доказали вымирание образованных людей
Ученые выявили причину наблюдаемой закономерности
17:21
17 Января 2017
Армянские ученые могут решить задачи любой сложности в оборонной сфере
Армянские ученые могут решить любые сложные проблемы в оборонной сфере, сказал во вторник журналистам председатель Госкомитета по науке министерства образования и науки Армении Самвел Арутюнян.
14:31
17 Января 2017
Армянские дети чувствуют себя комфортно в волшебном мире науки
Дети в Армении действительно заинтересованы в естественных науках и довольно комфортно чувствуют себя в волшебном мире науки, заявила детского научного клуба "Маленький Эйнтштейн" Марина Григорян.
17:02
16 Января 2017
Атака трёхметрового слепоглухонемого монстра (ВИДЕО)
Канал Smithsonian Channel опубликовал видео охоты трёхметрового пурпурного австралийского червя (Eunice aphroditois).
13:28
15 Января 2017
Автор латинской транскрипции китайского языка умер в 111 лет
Китайский ученый Чжоу Югуан, создавший пиньинь - самую популярную на сегодняшний день систему латинской транскрипции мандаринского диалекта китайского языка, скончался в Пекине
12:22
15 Января 2017
SpaceX запустила ракету Falcon 9 со спутниками на борту
Это первые успешные пуск ракеты и приземление первой ступени после взрыва Falcon 9 в сентябре
15:27
14 Января 2017
Ученые определили возраст Луны
Согласно прежним оценкам, формирование спутника Земли произошло от 150 до 200 млн лет после образования Солнечной системы
20:24
12 Января 2017
Европейцы могут присвоить роботам статус "электронной личности"
Парламентарии ясно дали понять, что, по их мнению, мир стоит на пороге новой промышленной революции роботов
18:55
11 Января 2017
В Египте обнаружены 12 гробниц со скелетами детей и животных
Археологи обнаружили 12 древнеегипетских гробниц времен Нового Царства (1550-1069 год до нашей эры) на территории деревни Гебель-эль-Силсила
21:11
10 Января 2017
Японские ученые определили "недостающий элемент" ядра Земли
Японские ученые полагают, что им удалось определить элемент химического состава ядра Земли, который исследователи пытаются идентифицировать уже много лет
17:23
10 Января 2017
Жители Земли увидят ярчайший взрыв от рождения сверхновой
Группа астрономов из США предсказала один из ярчайших взрывов сверхновой в ближайшем будущем