211service.com
Grybo genai padeda žolę paversti etanoliu
Genai, nukopijuoti iš paprasto grybelio, gali supaprastinti etanolio gamybą iš gausių medžiagų, tokių kaip žolė ir medžio drožlės, o tai vieną dieną gali padėti etanoliui konkuruoti su benzinu.
Vežėjai: Šiame mielių paveikslėlyje matomi grybelio baltymai, padedantys virškinimui transportuoti sudėtingus cukrus. Transporteriniai baltymai buvo pažymėti žaliu fluorescenciniu baltymu.
Mokslininkai paėmė genus iš grybo, augančio ant žolės ir negyvų augalų, ir persodino juos į mieles, kurios jau naudojamos cukrui paversti etanoliu. Genai leidžia mielėms fermentuoti augalų dalis, kurių jos paprastai negali virškinti, o tai gali supaprastinti etanolio gamybą.
Tai tiesiog efektyvesnis procesas, sako Jamie Cate , Kalifornijos universiteto Berklio ir Lawrence Berkeley nacionalinės laboratorijos biologas. Nuskutęs kiekvieną įmanomą centą, jis gali konkuruoti su aliejumi, sako darbui vadovavusi Cate.
Dauguma etanolio gaminami naudojant paprastą cukrų, pavyzdžiui, gliukozę, gautą iš kukurūzų branduolių ar cukranendrių. Etanolio gamintojai norėtų naudoti gliukozę iš gausesnių šaltinių, pavyzdžiui, kukurūzų lukštų ir stiebų, žolės, medienos atliekų ir kitų kietų augalinių medžiagų. Tačiau šios augalų dalys yra pagamintos iš celiuliozės, angliavandenių, pagamintų iš ilgų cukrų grandinių. Kad mielės gamintų etanolį iš šių medžiagų, sudėtiniai angliavandeniai pirmiausia turi būti suskaidyti į labai paprastus cukrus, o tai užtrunka ir paprastai reikia pridėti brangių fermentų.
Taikant naują techniką, etanolio gamintojams nebereikės skaidyti celiuliozės į paprastą cukrų. Vietoj to, jiems tereikia suskaidyti celiuliozę į tarpinę medžiagą, vadinamą celodekstrinu. Modifikuotos mielės gali su tuo susidoroti, o ne laukti, kol jos bus suskaidytos iki gliukozės, pašalinant veiksmus, kainuojančius laiko ir pinigų.
Mielės paima paprastą molekulę, pvz., gliukozę, ir suvirškina ją kaip maistą, gamindamos alkoholį kaip šalutinį produktą. Berklio tyrėjai kartu su kolega iš Kinijos mokslų akademija Tiandzine nustatė, kad neryškus oranžinis grybelis vadinamas Neosporos augantis ant negyvų augalų medžiagų, gamina du skirtingus baltymus, kurie padeda transportuoti sudėtingesnes celiuliozės molekules į ląsteles virškinimui. Be to, jie nustatė, kad grybelis gamina fermentą, kuris gali padėti toliau skaidyti tas molekules. Tada tyrėjai ištyrė a Neosporos surasti už šiuos gebėjimus atsakingus genus
Lee Lyndas , Dartmuto aplinkos inžinierius, teigia, kad cukrų fermentuojančių mikrobų projektavimo koncepcija, kad jie taip pat gamintų fermentus, yra plačiai vertinama kaip perspektyviausias būdas celiuliozės medžiagas paversti etanoliu. Pasak jo, daugelis mokslininkų dirba siekdami konsoliduoti etanolio apdorojimo etapus, o kai kurie pasiekė geresnių rezultatų kai kuriose proceso dalyse. Tačiau Lyndas sako, kad tai pirmas kartas, kiek jis žino, kai kas nors klonavo šiuos transporterius.
Ši pažanga yra svarbi, iš esmės parodo inžinerinių mikrobų pažadą pagerinti biomasės apdorojimą ir gali būti pritaikyta komerciškai, sako Lynd. Tačiau pažanga savaime to nepadeda ir yra gana ankstyvas žingsnis ilgame kelyje.
Ši technika neapima daug etanolio gamybos proceso. Etanolio gamintojai vis tiek turės naudoti fermentus, kad suskaidytų celiuliozę iki tarpinės stadijos, vadinamos celodekstrinu. Tačiau mielės gali su tuo susidoroti, užuot laukusios, kol jos suskaidys iki gliukozės, pašalindamos veiksmus, kainuojančius laiko ir pinigų.
Savo tyrimams grupė naudojo mielių štamą, dažniausiai tiriamą laboratorijose. Genai turės būti įterpti į veisles, kurios atlaikytų pramoninės etanolio gamybos poreikius. Ilinojaus universiteto mokslininkai, priklausantys Energetikos biomokslų institutui, finansavusiam tyrimus, dirbs su tuo. Tuo tarpu Cate toliau mokysis Neospora ar jis gali rasti dar geresnį genų derinį. Mes vis tiek kibsime ir stumdysime Neospora kad pamatytume, kokių kitų gudrybių tai gali mums turėti, sako jis.
Gali praeiti penkeri metai, kol modifikuotos mielės bus paruoštos naudoti demonstracinio masto etanolio gamykloje, o gal dešimtmetis, kol tokiu būdu pagamintas etanolis atsidurs dujų bakuose, sako Cate. Mokslininkai kurį laiką nežinos, kiek padidins modifikuotų mielių derlių, kol jos nebus išbandytos gamybos sąlygomis.
Mes pageriname 10–20 procentų, kitos įmonės pagerina savo fermentus 10–20 procentų, ir staiga mes sumažinome kainas tiek, kad ji gali pradėti konkuruoti su nafta“, – sako Cate.