|
Слева: цианобактерии "дикого типа". Справа: модифицированные цианобактерии производят большое количество целлюлозы. Фото авторов исследования.
|
Ученые из Университета Техаса в Остине модифицировали геном бактерии и "заставили" ее производить большое количество целлюлозы, которая может использоваться для получения перспективного биотоплива - этанола. Результаты своей работы ученые опубликовали в журнале
Cellulose.
В качестве объекта исследования ученые выбрали цианобактерии или, как их еще называют, сине-зеленые водоросли. Они изменили геном цианобактерий, добавив туда гены, отвечающие за продукцию целлюлозы, взятые от "уксусных" бактерий Acetobacter xylinume. Модифицированные бактерии стали производить целлюлозу в виде геля. В такой форме ее очень легко расщепить на глюкозу и сахарозу - простые сахара, которые являются основным источником для получения этанола.
Авторы работы уверены, что цианобактерии с модифицированным геномом являются более перспективным источником сырья для производства этанола, чем древесина, кукуруза, сахарная свекла или сахарный тростник. Дело в том, что целлюлоза, получаемая из растений, находится в кристаллической форме. Кроме того, она перемешана с лигнином и другими растительными веществами, которые загрязняют ее. Чтобы разложить растительную целлюлозу до сахаров, необходимо использовать механическую обработку и специальные ферменты, что делает производство этанола весьма затратным.
У модифицированных цианобактерий есть еще целый ряд преимуществ перед растениями. Источником энергии для цианобактерий, как и для растений, является солнечный свет. Однако цианобактерии способны фиксировать молекулярный азот, и при их выращивании не надо использовать азотосодержащие удобрения. Для того чтобы собрать производимую цианобактериями целлюлозу, сахарозу и глюкозу, их не нужно убивать. В то время как для получения растительной целлюлозы убийство "производителя" является обязательным условием.
Цианобактерии можно выращивать на непахотных землях и использовать для "полива" соленую воду, которую нельзя использовать для питья или полива растений. Исходя из продуктивности цианобактерий в лаборатории, ученые подсчитали, что при одинаковом количестве производимого этанола, площадь "полей" с цианобактериями будет в два раза меньше площади, засеянной растениями, используемыми как источник целлюлозы.
