211service.com
Bakterijos gamina geresnį alkoholio kurą
Inžinierių medžiagų apykaitos procesą bendro E. coli Kalifornijos universiteto Los Andžele (UCLA) mokslininkai privertė mikroorganizmą išgauti naudingus ilgos grandinės alkoholius, kurie gali tapti nauju biokuru. Bakterijų gaminamas biokuras turi nuo penkių iki aštuonių anglies atomų, palyginti su etanoliu, kuriame yra dvi anglies atomai.
Baltymų padidinimas: Į E. coli bakterijas įterpti genai koduoja baltymus (juostelės ir virvelės formos struktūras), kurios aminorūgšties pirmtaką (žalią ir raudoną molekulę) paverčia alkoholiais, kurie galėtų būti naudojami kaip biokuras.
Didesnis anglies atomų skaičius suteikia biokurui tiek pat energijos viename galone, kiek benzinas; Palyginimui, etanolis turi 30 procentų mažiau energijos nei benzinas. Ir kitaip nei etanolis, naujieji biodegalai yra suderinami su šiandienine benzino infrastruktūra, sakoma Jamesas Liao , UCLA chemijos ir biomolekulinės inžinerijos profesorius, vadovavęs tyrimui. Kadangi ilgos grandinės alkoholiai nesugeria vandens taip lengvai kaip etanolis, juos būtų galima gabenti po šalį esamais naftos vamzdynais.
Liao teigia, kad ilgesnės grandinės alkoholiai taip pat turi pranašumą prieš butanolį, kitą alkoholio pagrindu pagamintą biokurą. Ilgos grandinės alkoholiai nuo vandens atsiskiria daug lengviau nei butanolis, todėl jiems nereikės daug energijos reikalaujančio distiliavimo. Daugelis kompanijų, įskaitant DuPont ir BP, bando komercializuoti procesą, skirtą keturių anglies alkoholio butanolio gamybai naudojant mikrobus. „Liao“ grupė taip pat sukūrė klaidų, kurios gamina butanolį, o jos technologijai licenciją suteikė „Pasadena“, Kalifornija, startuolis „Gevo“.
Liao ir jo kolegos naudoja sintetinius-biologijos įrankius, kad sureguliuotų aminorūgščių metabolizmą E. coli . Visi organizmai gamina daug aminorūgščių, kurios yra baltymų statybinės medžiagos. Tyrėjai pertvarko šį metabolizmo kelią taip, kad pabaigoje pirmtakų junginiai, kurie paprastai virstų aminorūgštimis, virstų ilgos grandinės alkoholiais.
Norėdami tai padaryti, mokslininkai į bakterijas įterpia genus, dėl kurių jos gamina nenatūraliai ilgas aminorūgščių pirmtakų molekules, turinčias daugiau nei šešis anglies atomus. Jie taip pat į mikrobą paverčia du genus – vieną iš mielių tipo, kitą – iš sūrį gaminančios bakterijos. Šie modifikuoti genai gamina du naujus baltymus, kurie gali paversti pirmtakus į penkių-aštuonių anglies alkoholius.
Startuoliai LS9 ir Amyris Biotechnologies jau pertvarko mikrobus, gaminančius angliavandenilių kurą. Abu planuoja pradėti komercinę kuro gamybą iki 2010 m.
Kaip ir naujajame darbe, tiek LS9, tiek Amyris naudoja sintetinę biologiją, perjungia mikrobų metabolines sistemas įterpdami genus iš kitų organizmų, perkurdami žinomus genus ir keisdami baltymų išraiškas. Tačiau Liao, LS9 ir Amyris metodai nukreipti į kitokį metabolizmo kelią. LS9 mokslininkai pertvarkė riebalų rūgščių metabolizmą E. coli o Amyris ieško būdų, kaip gaminti natūralius junginius, žinomus kaip izoprenoidai.
Liao teigia, kad aminorūgščių kelias gali turėti nedidelį pranašumą. Natūraliai jis yra aktyvesnis bakterijoms, todėl žaidimas su juo gali būti produktyvesnis. Manome, kad tai iš esmės yra efektyvesnis būdas gaminti šiuos junginius, sako jis. Taigi galbūt turėsime didesnį derlių.
Pasak Liao, naujasis ilgos grandinės alkoholio kuras sulaukė įmonių susidomėjimo. Tačiau laukia dar ilgas kelias. Vienas didelis iššūkis, kurį reikia įveikti, gali būti ilgos grandinės alkoholių toksiškumas bakterijoms, sako Chrisas Somervilis , Kalifornijos universiteto Berklio Energetikos biomokslų instituto direktorius. Etanolis yra mirtinas mikrobams, kai jo koncentracija yra apie 14 proc. Butanolis yra dar toksiškesnis, naikinantis mikrobus maždaug 2 procentais. Šis toksiškumas yra viena iš pagrindinių problemų, su kuriomis susiduria butanolio procesai. Somerville teigimu, norint padidinti derlių, labai svarbu pagaminti kultūrai santykinai netoksišką produktą.
Liao nemano, kad toksiškumas gali sustabdyti pasirodymą. Jis sako, kad bakterijos gali būti sukurtos taip, kad jos būtų atsparesnės alkoholiui. Tačiau, anot jo, padidinti derlių turės įmonė, kuri licencijuoja naują technologiją.