211service.com
Geny plísní pomáhají přeměnit trávu na etanol
Geny zkopírované z běžné houby by mohly zjednodušit výrobu etanolu z hojných materiálů, jako je tráva a dřevěné štěpky, což je vývoj, který by jednoho dne mohl pomoci etanolu konkurovat benzínu.
Přepravci: Na tomto obrázku kvasinek lze vidět houbové proteiny, které pomáhají transportovat složité cukry pro trávení. Transportní proteiny byly označeny zeleným fluorescenčním proteinem.
Vědci vzali geny z houby, která roste na trávě a mrtvých rostlinách, a transplantovali je do kvasinek, které se již používají k přeměně cukru na etanol. Geny umožňují kvasinkám fermentovat části rostlin, které normálně nemohou strávit, což potenciálně zefektivňuje produkci etanolu.
Je to jen efektivnější proces, říká Jamie Cate , biolog na University of California, Berkeley a v Lawrence Berkeley National Laboratory. Oholením každého desetníku, který můžete, by mohl konkurovat ropě, říká Cate, která práci vedla.
Většina etanolu se vyrábí pomocí jednoduchých cukrů, jako je glukóza získaná z kukuřičných zrn nebo cukrové třtiny. Výrobci etanolu by rádi používali glukózu z hojnějších zdrojů, jako jsou kukuřičné slupky a stonky, proso, dřevní odpad a další houževnaté rostlinné materiály. Ale tyto části rostlin jsou vyrobeny z celulózy, sacharidu vytvořeného z dlouhých řetězců cukrů. Aby kvasinky produkovaly ethanol z těchto materiálů, musí se komplexní sacharid nejprve rozložit na velmi jednoduché cukry, což je proces, který vyžaduje čas a obvykle vyžaduje přidání drahých enzymů.
Díky nové technice by výrobci etanolu již nemuseli rozkládat celulózu na jednoduché cukry. Místo toho by potřebovali pouze rozložit celulózu na meziprodukt zvaný cellodextrin. Modifikované kvasinky s tím mohou pracovat, místo aby čekaly, až se rozloží až na glukózu, odstraní kroky, které stojí čas a peníze.
Kvasinky berou jednoduchou molekulu, jako je glukóza, a tráví ji jako potravu, přičemž jako vedlejší produkt vzniká alkohol. Vědci z Berkeley spolu s kolegou z Čínská akademie věd v Tchien-ťinu zjistil, že fuzzy oranžová houba tzv Neospory který roste na mrtvé rostlinné hmotě, produkuje dva různé proteiny, které pomáhají transportovat složitější molekuly celulózy do buněk za účelem trávení. Navíc zjistili, že houba produkuje enzym, který může pomoci dále rozkládat tyto molekuly. Vědci poté prozkoumali genom a Neospory najít geny odpovědné za tyto schopnosti
Lee Lynd , environmentální inženýr v Dartmouthu, říká, že koncept inženýrství mikrobů fermentujících cukr tak, aby produkovali také enzymy, je široce považován za nejslibnější přístup k přeměně celulózových materiálů na etanol. Mnoho výzkumníků pracuje na konsolidaci kroků zpracování etanolu, říká, a někteří dosáhli lepších výsledků v některých částech procesu. Ale Lynd říká, že je to poprvé, co ví, co někdo naklonoval tyto transportéry.
Tyto pokroky jsou relevantní, v zásadě demonstrují příslib inženýrských mikrobů pro lepší zpracování biomasy a lze je komerčně využít, říká Lynd. Pokroky však nejsou samy o sobě umožněny a představují relativně brzký krok na dlouhé cestě.
Tato technika se příliš nezabývá zpracováním spojeným s výrobou etanolu. Výrobci etanolu by stále museli používat enzymy, aby rozložili celulózu na mezistupeň nazývaný cellodextrin. Ale kvasinky s tím umí pracovat, místo aby čekaly, až se rozloží až na glukózu, odstraní kroky, které stojí čas a peníze.
Pro svůj výzkum skupina použila kmen kvasinek běžně studovaný v laboratořích. Geny budou muset být vloženy do kmenů vyšlechtěných tak, aby vydržely požadavky průmyslové výroby etanolu. Na tom budou pracovat vědci z University of Illinois, která je součástí Energy Biosciences Institute, která výzkum financovala. Mezitím bude Cate pokračovat ve studiu Neospora aby zjistil, jestli najde ještě lepší kombinaci genů. Pořád budeme šťourat a pošťuchovat Neospora abychom viděli, jaké další triky to pro nás může mít, říká.
Mohlo by to být pět let, než budou modifikované kvasinky připraveny k použití v demonstračním závodě na výrobu etanolu, a možná deset let, než se takto vyrobený etanol dostane do plynových nádrží, říká Cate. Výzkumníci nebudou nějakou dobu vědět, jak velké zvýšení výnosu modifikované kvasinky vyprodukují, dokud je nevyzkouší ve výrobním prostředí.
My jsme dosáhli 10 až 20procentního zlepšení, jiné společnosti dosáhly 10 až 20procentního zlepšení svých enzymů a najednou jsme snížili náklady tam, kde mohou začít být konkurenceschopné s ropou, říká Cate.