481.79
+0.02
538.93
-1.33
8.53
+0.03
+14
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
21:32
29 Мая 2017
НАСА заявило о намерении впервые "потрогать" Солнце
Аппарат, который "потрогает" Солнце, будет запущен в августе 2018 года
20:16
29 Мая 2017
Ученые предсказали будущее новой эпохи Вселенной
Имеется несколько работ, в которых предполагается, что развитие Вселенной носит циклический характер
14:19
29 Мая 2017
Лаборатория Касперского: Армения вошла в число наиболее зараженных вирусом WannaCry стран
Армения вошла в топ-40 стран по зараженности вирусом WannaCry, сказал региональный представитель Лаборатории Касперского в Армении и Грузии Армен Карапетян
10:07
29 Мая 2017
ИКТ-компании Армении покажут свой потенциал в ходе автопробега по Европе
Армянские компании сферы информационных и коммуникационных технологий проведут автопробег по Европе, где представят свой потенциал
20:48
27 Мая 2017
Звезда N6946-BH1 внезапно исчезла из Вселенной (ВИДЕО)
Звезда N6946-BH1, за которой американские астрономы наблюдали в течение нескольких лет, внезапно исчезла
10:42
27 Мая 2017
На МКС могут быть следы внеземной жизни
Следы внеземной жизни могут быть найдены на обшивке международной космической станции
18:47
26 Мая 2017
Эксперт по ИТ-безопасности "Ростелекома" в Армении стал победителем конкурса Positive Hack Days 2017
Эксперт по ИТ-безопасности телекоммуникационной компании "Ростелеком" в Армении Армен Гнуни стал победителем конкурса в рамках ежегодного форума Positive Hack Days 2017
21:33
23 Мая 2017
Ученые обнаружили новый источник существования внеземной жизни
Это выяснили ученые из Техасского университета Сан-Антонио
11:34
21 Мая 2017
Время не терпит: Стивен Хокинг призвал землян поторопиться с поисками нового дома в космосе
Физик подчеркнул, что искать новый дом за пределами нашей Земли надо уже сейчас
16:15
20 Мая 2017
Бюраканская обсерватория впервые претендует на участие в программе "Горизонт 2020"
Первостепенной задачей Бюраканской обсерватории сегодня является участие в европейской грантовой программе "Горизонт 2020", заявил директор Бюраканской астрофизической обсерватории Арег Микаелян
17:36
18 Мая 2017
Ученые раскрыли новый путь к долголетию
Ученые считают, что результаты исследования помогут узнать, как древние люди сосуществовали друг с другом
11:44
17 Мая 2017
Российский программист Ваган Мартиросян создал технологию для виртуальной примерки обуви
Стартап планирует внедрить технологию к концу года