211service.com
Gēni ogļūdeņražu degvielas ražošanai
Daudzas sugas dabiski veido nelielu daudzumu ogļūdeņražu. Tagad pētnieki startā LS9 , kas atrodas Dienvidsanfrancisko, Kalifornijā, ir aprakstījuši gēnus un fermentus, kas ir atbildīgi par šo alkānu ražošanu, kas ir galvenās degvielas sastāvdaļas, piemēram, dīzeļdegviela. Secinājumi, par kuriem ziņots pašreizējā žurnāla numurā Zinātne , ir ļāvuši pētniekiem izstrādāt E. coli baktērijas, kas var izdalīt alkānu ogļūdeņražus, kas var tikt sadedzināti dīzeļdzinējos.
Degvielas gēns: Šeit attēlotās zilaļģes dabiski ražo ogļūdeņražus, ko var izmantot kā degvielu dīzeļdzinējos. LS9 pētnieki tagad ir noteikuši atbildīgos gēnus.
LS9 jau iepriekš ziņoja par baktēriju izmantošanu ogļūdeņraža degvielas ražošanai, taču šī ir pirmā reize, kad pētnieki atklāj, kā viņi to darīja. Šis ir pirmais šo enzīmu raksturojums. Gandrīz nekas nebija zināms par to, kādi fermenti ir atbildīgi un kā viņi to dara, saka Frānsisa Arnolda , ķīmijas inženierijas, bioinženierijas un bioķīmijas profesors uzņēmumā Caltech. Arnolds nebija iesaistīts LS9 darbā. Viņa saka, ka atklājums paver pilnīgi jaunas iespējas. Šīs reakcijas ir ļoti interesantas. Daba ir radījusi dažas to versijas. Tagad laboratorijā mēs varam izgatavot daudz vairāk versiju, lai jūsu iztēle varētu darboties savvaļā. Tomēr visiem Arnolda un citiem atklātajiem komerciālajiem lietojumiem, visticamāk, būs nepieciešams licences līgums ar LS9, kas ir iesniedzis patentu tā atklāšanai.
LS9 pētnieki atklāja iesaistītos gēnus, salīdzinot 10 zilaļģu celmu genomus (ko sauc arī par zilaļģēm), kas dabiski ražo alkānus ar ļoti līdzīgu celmu, kas neražo alkānus. Viņi identificēja 20 gēnus, kas bija alkānus ražojošajiem celmiem, bet trūka alkānus neražojošajiem celmiem. No turienes pētnieki sašaurināja iespējas, līdz viņi identificēja gēnus un fermentus, kas nepieciešami alkānu ražošanai. Viņi apstiprināja savu atklājumu, iekļaujot gēnus E. coli un alkānu mērīšana, ko pēc tam ražoja baktērijas. Baktērijas izdala alkānus, kurus pēc tam var viegli savākt un izmantot kā degvielu.
Organismi veido alkānus sarežģītā procesā, kas ražo taukskābes no oglekļa dioksīda vai cukuriem. Pēc tam organismi pārvērš taukskābes par aldehīdu, kurā ir oglekļa atoms, kas saistīts ar skābekļa atomu (kopā tie rada tā saukto karbonilgrupu). Enzīms aldehīda dekarbonilāze palīdz noņemt šo grupu, veidojot ūdeņraža un oglekļa atomu ķēdi – ogļūdeņradi. Dabiskais process rada dažāda garuma ogļūdeņražu kolekciju, kas ir salīdzināma ar ogļūdeņražu molekulām dīzeļdegvielā.
Vairākas pētniecības grupas universitātēs un uzņēmumos ir meklējušas veidus, kā ražot atjaunojamo degvielu, kas ir pietiekami līdzīga naftas benzīnam, dīzeļdegvielai un reaktīvo dzinēju degvielai, ko izmantot esošajos transportlīdzekļos. Šādas degvielas būtu daudzpusīgākas nekā etanols, ko nevar izmantot augstā koncentrācijā parastos dzinējos. LS9 atklājums ir stimuls šiem centieniem.
Taču vēl ir jāstrādā, pirms gēni var ražot komerciālus degvielas daudzumus par cenām, kas spēj konkurēt ar fosilo kurināmo. Tas ir tālu no komerciāli dzīvotspējīga alkānu ražošanas procesa apraksta, saka Arnolds. Degvielai jābūt netīri lētai. Nav skaidrs, vai mēs kādreiz padarīsim to lētu un vienkāršu, izmantojot šo ceļu. Viens no galvenajiem izaicinājumiem ir procesa palielināšana. Viņa saka, ka viss ir atkarīgs no tā, vai pa šo ceļu varat nosūtīt pietiekami daudz oglekļa, lai sasniegtu rūpniecisko līmeni.
LS9 ir gēnu inženierija E. coli lai optimizētu procesu, kurā baktērijas pārvērš cukuru degvielā. Piemēram, E. coli dabiski barojas ar dažām tā ražotajām taukskābēm, nevis izmanto tās kā izejvielu alkānu ražošanai. LS9 maina baktērijas, lai tās neēd taukskābes, kas palīdz palielināt degvielas ražu, saka Andreass Širmers, LS9 metabolisma inženierijas asociētais direktors.
Uzņēmuma pirmā degviela tirgū, visticamāk, nebūs ogļūdeņradis. Pirms četriem gadiem uzņēmums sāka izstrādāt degvielu uz taukskābju esteru bāzes, kas, pēc tā teiktā, varētu kalpot kā dīzeļdegvielas aizstājējs, un ir tuvāk tirgum nekā ogļūdeņraža degviela, ko tas sāka izstrādāt pirms diviem gadiem, kad pirmo reizi identificēja alkānu gēnus un fermentus. .