478.76
-0.07
556.89
-1.04
7.99
+0.01
+21
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
21:02
26 Июля 2017
Неожиданная находка обнаружена в недрах Луны
Соответствующее исследование опубликовано в журнале Nature Geoscience
13:41
25 Июля 2017
Армения начала разработку космического аппарата
Совет Федерации РФ ратифицировал Соглашение между правительствами России и Армении о сотрудничестве в области исследования и использования космического пространства в мирных целях
20:11
23 Июля 2017
Ученые нашли революционный способ борьбы с ВИЧ
В ближайших планах учёных — проведение экспериментов, которые помогут понять, как можно заставить иммунитет человека работать аналогичным образом
19:10
23 Июля 2017
Ученые выяснили происхождение инопланетного сигнала
Сигналы широкополосных квазипериодических неполяризованных импульсов с очень сильной дисперсией зафиксированы в мае 2017 года
21:03
21 Июля 2017
Ученые нашли новое эффективное обезболивающее
Исследователи провели эксперименты с сотней пациентов с хроническими болями
16:03
21 Июля 2017
Армянских бронзовых призеров олимпиады по робототехнике с ликованием встретили на Родине (ВИДЕО)
Ученики Центра креативных технологий "Тумо", занявшие третье место на международной олимпиаде по робототехнике FIRST Global, в пятницу днем прибыли в Армению
14:10
21 Июля 2017
Россия приняла закон о деятельности мессенджеров
Документ прописывает обязанности для подобных сервисов, в том числе ограничение доступа пользователей к ним и передачу электронных сообщений госорганам
19:01
20 Июля 2017
Супермодель Наталья Водянова присоединилась к команде PicsArt
Супермодель и филантроп Наталья Водянова присоединилась к команде PicsArt, крупнейшего в мире фоторедактора и сообщества креативных людей, станет директором достижений и войдет в Консультативный совет PicsArt
17:12
20 Июля 2017
Подведены итоги первых курсов "Азбука Интернета" для жителей села Амасия и города Алаверди
Завершились первые компьютерные курсы "Азбука Интернета" для жителей среднего возраста и старше 50 лет села Амасия и города Алаверди, сообщает пресс-служба компании "Ростелеком"
15:06
20 Июля 2017
Армения присоединится к соглашению о спасении космонавтов и сможет запустить собственный спутник
Правительство Армении на своем заседании в четверг одобрило присоединение страны сразу к трем соглашениям, которые связаны с космосом
10:06
19 Июля 2017
Ученые назвали "диету викингов" самой эффективной для здоровья головного мозга
Ученые из Каролинского института (Швеция) показали, что наиболее эффективной диетой для сохранения здоровья головного мозга человека является "диета викингов"
13:56
18 Июля 2017
Гематологический центр в Ереване будет применять новые методы выявления и лечения болезней
Гематологический центр им. профессора Йоляна и Центр медицинской генетики и первичного сохранения здоровья Армении подписали во вторник меморандум о сотрудничестве