Экзотический микроб производит спирт из травянистого растения

В настоящее время весь этанол (по крайней мере в США) производится из кукурузных кочерыжек. Однако поскольку само по себе выращивание кукурузы требует определенных затрат, горючее из нее экономически пока что не может вытеснить бензин и уменьшает использование последнего, а следовательно, и количество выбросов парниковых газов, ненамного. Биотехнологические компании по всему миру работают над созданием эффективного способа переработки в этанол других отходов сельскохозяйственного производства, целлюлозной биомассы не-кукурузного происхождения. Однако и это процесс недешевый, поскольку требует усилий на расщепление биомассы до сахаров, доступных для микробной ферментации.

Американским ученым из Университета Джорджии в Афинах (University of Georgia, Athens) удалось создать генетически модифицированную бактерию, которая и расщепляет целлюлозу до сахара, и ферментирует ее с продукцией этанола. И хотя использовать этот штамм не столь выгодно, как дрожжи, исследователи видят перспективу повышения уровня продукции спирта этой бактерией еще на 20 процентов, и тогда стоимость производства станет сопоставимой с биоэтанолом из кукурузы. В основе американской разработки термофильная бактерия Caldicellulosiruptor bescii, или как ее коротко называют Caldi, выделенная в 1990 году из геотермальных источников в Долине Гейзеров на Камчатке.
Особенность экзотической бактерии в том, что к ней неприменимы традиционные генно-инженерные манипуляции вырезания и сшивания генов, которые обычно используются при создании промышленных штаммов бактерий и дрожжей. Однако группа под руководством Джанет Вестфелинг (Janet Westpheling) разработала новый набор генно-инженерных подходов, которые позволили вставлять и удалять гены из Caldi, придавая микробу новые свойства. Вместе с коллегами из биоинженерного исследовательского центра при Национальной лаборатории Оук-Ридж (BioEnergy Science Center at Oak Ridge National Laboratory) генетики вставили в геном Caldi ген бифункциональной ацетальдегид/алкогольдегидрогеназы (adhE) из другой термофильной бактерии, Clostridium thermocelum, что должно содействовать превращению простых сахаров в этанол. Но предварительно из Caldi удалили ген лактат дегидрогеназы, которая превращает молочную кислоту в пировиноградную. Это было сделано для того, чтобы предотвратить метаболизм бактерии по свойственному ей пути, известному под названием цикл Кребса.

Как сообщают авторы в статье, которую публикует журнал Proceedings of the National Academy of Sciences, в результате генно-инженерных манипуляций экзотический микроб Caldi стал ферментировать обычное просо в спирт без какой-либо предварительной обработки целлюлозной биомассы. По данным авторов, эффективность расщепления растительного сырья и последующей конверсии сахара в этанол составляет 70%.

echo.msk.ru

 

11.06.2014