Биоинженеры разрабатывают бактериальную основу биотоплива

Группа биоинженеров из США изменила породу бактерий, чтобы повысить ее способность вырабатывать этанол.

Результаты исследования, опубликованные в издании  Biotechnology and Bioengineering, показали, как адаптация и метаболическая разработка вместе могут усовершенствовать породу бактерий.

Ученые использовали в ходе исследования Zymomonas mobilis, отмеченные за их потенциал в производстве этанола. При этом ученые полагают, что выработка этанола может быть увеличена за счет усиления ферментации ксилозы.

«Zymomonas mobilis являются превосходными производителями этанола с продуктивностью, превышающей аналогичную у дрожжей», сообщила ведущий автор Рейчел Чен из Технологического института Джорджии. «В данном исследовании мы стремимся улучшить производство этанола, повышая способность Zymomonas mobilis использовать и ферментировать ксилозу. Ферментирование ксилозы в высокой концентрации могло в свою очередь повысить концентрация этанола, приводящую к улучшенной производительности».

Ученые обнаружили, что метаболически воздействуя на породу, удается снизить время ферментации сахара со 110 до 35 часов. Это усовершенствование ферментации позволяет породе ферментировать повышенные концентрации ксилозы.

«Все это позволило нам произвести этанол с концентрацией 9% — максимальной для указанных микроорганизмов, достигнутой при брожении сахара», сказала Чен.

Также в ходе данного исследования был изучен основной механизм усовершенствования. Любопытно, что вместе с адаптацией породы к высокой концентрации ксилозы произошли также существенные изменения метаболизма.

Одним из важных изменений было уменьшение уровня ксилита — побочного продукта брожения ксилозы, которое способно блокировать ксилозный метаболизм породы. Кроме того, начальный шаг метаболизма ксилозы был ускорен в 4-8 раз у адаптированной породы, с результирующим влиянием туннелирования ксилозы на этанол вместо ксилита.

«Данное исследвоание показало силу адаптации в усовершенствовании породы», заключила Чен. «Оно подтверждает, что метаболизм ксилита — ключ к эффективному использованию ксилозы у данной бактерии, которая может быть весьма важной для производства этанола. Таким образом, адаптация полезна не только в усовершенствовании породы, но и в той же мере хороша для точного определения ключевых критических параметров у метаболически спроектированных пород».

13.12.2010