211service.com
Sēnīšu gēni palīdz pārvērst zāli etanolā
Gēni, kas kopēti no parastas sēnītes, varētu vienkāršot etanola ražošanu no bagātīgiem materiāliem, piemēram, zāles un koka skaidām, kas kādu dienu varētu palīdzēt etanolam konkurēt ar benzīnu.
Pārvadātāji: Šajā rauga attēlā var redzēt sēnīšu proteīnus, kas palīdz transportēt sarežģītus cukurus gremošanai. Transporta proteīni ir marķēti ar zaļu fluorescējošu proteīnu.
Zinātnieki ir paņēmuši gēnus no sēnītes, kas aug uz zāles un mirušiem augiem, un pārstādīja tos raugā, ko jau izmanto, lai cukuru pārvērstu etanolā. Gēni ļauj raugam raudzēt augu daļas, kuras tas parasti nevar sagremot, potenciāli racionalizējot etanola ražošanu.
Tas ir tikai efektīvāks process, saka Džeimijs Keits , biologs Kalifornijas Universitātē Bērklijā un Lorensa Bērklija Nacionālajā laboratorijā. Noskūšanās katru santīmu, ko varat, varētu likt tai konkurēt ar eļļu, saka Keita, kas vadīja darbu.
Lielāko daļu etanola ražo, izmantojot vienkāršus cukurus, piemēram, glikozi, kas iegūta no kukurūzas kauliem vai cukurniedrēm. Etanola ražotāji vēlētos izmantot glikozi no daudz bagātīgākiem avotiem, piemēram, kukurūzas sēnalām un kātiem, stiebrzāles, koksnes atkritumiem un citiem izturīgiem augu materiāliem. Bet šīs augu daļas ir izgatavotas no celulozes, ogļhidrāta, kas veidots no garām cukuru ķēdēm. Lai raugs no šiem materiāliem ražotu etanolu, kompleksie ogļhidrāti vispirms ir jāsadala ļoti vienkāršos cukuros, kas prasa laiku un parasti prasa dārgu fermentu pievienošanu.
Izmantojot jauno tehniku, etanola ražotājiem vairs nebūs jāsadala celuloze vienkāršos cukuros. Tā vietā viņiem būtu tikai jāsadala celuloze starpproduktā, ko sauc par celodekstrīnu. Modificētais raugs var strādāt ar to, tā vietā, lai gaidītu, līdz tas tiks sadalīts līdz glikozei, novēršot darbības, kas maksā laiku un naudu.
Raugs ņem vienkāršu molekulu, piemēram, glikozi, un sagremo to kā pārtiku, radot alkoholu kā blakusproduktu. Bērklija pētnieki kopā ar kolēģi no Ķīnas Zinātņu akadēmija Tjaņdzjiņā atklāja, ka izplūdusi oranža sēne sauc Neosporas kas aug uz mirušām augu vielām, ražo divus dažādus proteīnus, kas palīdz transportēt sarežģītākas celulozes molekulas šūnās gremošanai. Turklāt viņi atklāja, ka sēne ražo fermentu, kas var palīdzēt tālāk sadalīt šīs molekulas. Pēc tam pētnieki pētīja a genomu Neosporas lai atrastu par šīm spējām atbildīgos gēnus
Lī Linds , Dartmutas vides inženieris, saka, ka cukura fermentācijas mikrobu izstrāde, lai tie ražotu arī fermentus, tiek plaši uzskatīta par daudzsološāko pieeju celulozes materiālu pārvēršanai etanolā. Viņš saka, ka daudzi pētnieki strādā pie etanola apstrādes posmu konsolidācijas, un daži ir sasnieguši labākus rezultātus dažās procesa daļās. Taču Linds saka, ka šī ir pirmā reize, cik viņam zināms, kad kāds ir klonējis šos transportētājus.
Šie sasniegumi ir būtiski, principā parāda inženierijas mikrobu solījumu uzlabotai biomasas apstrādei, un tos varētu izmantot komerciāli, saka Linds. Tomēr sasniegumi paši par sevi nedod iespēju un ir salīdzinoši agrs solis garā ceļā.
Metode neattiecas uz lielu daļu apstrādes, kas saistīta ar etanola ražošanu. Etanola ražotājiem joprojām būtu jāizmanto fermenti, lai sadalītu celulozi līdz starpposmam, ko sauc par celodekstrīnu. Taču raugs var strādāt ar to, tā vietā, lai gaidītu, līdz tas tiks sadalīts līdz glikozei, novēršot darbības, kas maksā laiku un naudu.
Pētījumiem grupa izmantoja rauga celmu, ko parasti pētīja laboratorijās. Gēni būs jāievieto celmos, kas audzēti, lai izturētu rūpnieciskās etanola ražošanas prasības. Pie tā strādās Ilinoisas Universitātes zinātnieki, kas ir daļa no Enerģētikas biozinātņu institūta, kas finansēja pētījumu. Tikmēr Keita turpinās mācīties Neospora lai redzētu, vai viņš var atrast vēl labāku gēnu kombināciju. Mēs joprojām dursimies un spiedīsim Neospora lai redzētu, kādi citi triki mums varētu būt, viņš saka.
Var paiet pieci gadi, pirms modificētais raugs būs gatavs lietošanai demonstrācijas mēroga etanola rūpnīcā, un, iespējams, desmit gadus pirms šādā veidā izgatavotais etanols nonāk gāzes tvertnēs, saka Keita. Pētnieki kādu laiku nezinās, cik lielu ražas pieaugumu radīs modificētais raugs, kamēr tas netiks izmēģināts ražošanas apstākļos.
Mēs uzlabojam 10–20 procentus, citi uzņēmumi uzlabo enzīmus par 10–20 procentiem, un pēkšņi mēs esam samazinājuši izmaksas, līdz tā var kļūt konkurētspējīga ar naftu, saka Keita.