211service.com
Genai, skirti gaminti angliavandenilių kurą
Daugelis rūšių natūraliai gamina nedidelį kiekį angliavandenilių. Dabar paleisties tyrėjai LS9 , įsikūrusi Pietų San Franciske, Kalifornijoje, aprašė genus ir fermentus, atsakingus už alkanų, pagrindinių kuro komponentų, tokių kaip dyzelinas, gamybą. Išvados, pateiktos dabartiniame žurnalo numeryje Mokslas leido tyrėjams kurti inžinierius E. coli bakterijos, galinčios išskirti alkano angliavandenilius, galinčius sudeginti dyzeliniuose varikliuose.
Kuro genas: Čia pavaizduotos cianobakterijos natūraliai gamina angliavandenilius, kurie gali būti naudojami kaip kuras dyzeliniuose varikliuose. LS9 mokslininkai dabar nustatė atsakingus genus.
LS9 anksčiau pranešė apie bakterijų naudojimą angliavandenilių kurui gaminti, tačiau tai pirmas kartas, kai mokslininkai atskleidė, kaip tai padarė. Tai pirmasis šių fermentų apibūdinimas. Beveik nieko nebuvo žinoma apie tai, kokie fermentai buvo atsakingi ir kaip jie tai daro, sako Francesas Arnoldas , Caltech chemijos inžinerijos, bioinžinerijos ir biochemijos profesorius. Arnoldas nedalyvavo LS9 darbe. Atradimas atveria visiškai naujas galimybes, sako ji. Šios reakcijos labai įdomios. Gamta sukūrė keletą jų versijų. Dabar laboratorijoje galime pagaminti daug daugiau versijų, todėl jūsų vaizduotė gali įsibėgėti. Tačiau bet kokioms komercinėms programoms, kurias atras Arnoldas ir kiti, greičiausiai reikės sudaryti licencijos sutartį su LS9, kuri pateikė patentą dėl savo atradimo.
LS9 tyrėjai atrado susijusius genus, lygindami 10 cianobakterijų (dar vadinamų melsvadumbliais) padermių, kurios natūraliai gamina alkanus, genomus su labai panašia paderme, kuri negamina alkanų. Jie nustatė 20 genų, kuriuos turėjo alkanus gaminančios padermės, bet kurių trūko alkanus gaminančiai padermei. Iš ten mokslininkai susiaurino galimybes, kol nustatė genus ir fermentus, reikalingus alkano gamybai. Jie patvirtino savo atradimą įtraukdami genus į E. coli ir alkanų, kuriuos vėliau pagamino bakterijos, matavimas. Bakterijos išskiria alkanus, kuriuos vėliau galima lengvai surinkti ir panaudoti kaip kurą.
Organizmai gamina alkanus sudėtingu procesu, kurio metu iš anglies dioksido arba cukrų susidaro riebalų rūgštys. Tada organizmai riebalų rūgštis paverčia aldehidu, kuriame yra anglies atomas, sujungtas su deguonies atomu (kartu jie sukuria vadinamąją karbonilo grupę). Fermentas aldehiddekarbonilazė padeda pašalinti šią grupę, kad susidarytų vandenilio ir anglies atomų grandinė – angliavandeniliai. Natūralaus proceso metu susidaro įvairaus ilgio angliavandenilių rinkinys, panašus į dyzelino angliavandenilių molekules.
Kelios mokslinių tyrimų grupės universitetuose ir įmonėse ieško būdų, kaip pagaminti atsinaujinančius degalus, kurie būtų pakankamai panašūs į naftos pagrindu pagamintą benziną, dyzeliną ir reaktyvinį kurą, kuris būtų naudojamas esamose transporto priemonėse. Tokie degalai būtų universalesni nei etanolis, kurio negalima naudoti didelėmis koncentracijomis įprastuose varikliuose. LS9 atradimas yra postūmis šioms pastangoms.
Tačiau dar reikia dirbti, kol genai gali pagaminti komercinį kuro kiekį tokiomis kainomis, kurios gali konkuruoti su iškastiniu kuru. Arnoldas sako, kad tai toli nuo komerciškai perspektyvaus alkanų gamybos proceso apibūdinimo. Degalai turi būti pigūs. Neaišku, ar mes kada nors ketiname tai padaryti pigiai ir paprastai šiuo maršrutu. Vienas iš pagrindinių iššūkių yra proceso padidinimas. Ji sako, kad viskas priklauso nuo to, ar šiuo keliu galite pasiųsti pakankamai anglies, kad pasiektumėte pramoninį lygį.
LS9 buvo atlikta genų inžinerijos būdu E. coli optimizuoti procesą, kurio metu bakterijos cukrų paverčia degalais. Pavyzdžiui, E. coli natūraliai minta kai kuriomis savo gaminamomis riebalų rūgštimis, o ne naudoja jas kaip alkanų gamybos žaliavą. LS9 pakeičia bakterijas, kad jos nevalgytų riebalų rūgščių, o tai padeda padidinti degalų išeigą, sako Andreasas Schirmeris, LS9 medžiagų apykaitos inžinerijos direktorius.
Pirmieji bendrovės degalai į rinką greičiausiai nebus angliavandeniliai. Prieš ketverius metus bendrovė pradėjo kurti riebalų esterių pagrindu pagamintus degalus, kurie, jos teigimu, galėtų pakeisti dyzelinį kurą, ir yra arčiau rinkos nei angliavandenilių degalai, kuriuos ji pradėjo kurti prieš dvejus metus, kai pirmą kartą nustatė alkano genus ir fermentus. .