Принцип использования бактерий в качестве организмов, перерабатывающих вредные вещества или отходы производства в полезные компоненты, осваивается учеными уже очень давно.
Однако, все попытки использовать бактерии для переработки парникового газа СО2 в водород, метан или этанол, являющиеся различными типами источников энергии, до сих пор терпели неудачу. Главным образом из-за того, что ученым не удавалось получить штаммы бактерий, работающие с достаточной эффективностью.
В своей новой работе ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе под руководством Джеймса Ляо сумели с помощью генетической модификации "научить" бактерии производить довольно сложное органическое соединение – изобутиральдегид – которое является сырьем для производства важных химических веществ, в том числе и изобутанола, считающегося перспективным высокоэнергетическим углеводородным топливом.
При этом, исходным компонентом для производства микроорганизмами полезного продукта является парниковый газ СО2.
Ученые использовали бактерии Synechococcus elongates, которым внедрили четыре дополнительных гена, позаимствованных у бактерий L. lactis, B. subtilis и E. coli. Эти гены производят ферменты, которые изменяют метаболизм S. elongates таким образом, что бактерии из обычных микроорганизмов превращаются в микроскопические фабрики по выработке изобутиральдегида.
Отличием процесса, разработанного командой Ляо, от предшественников является то, что бактерии производят изобутиральдегид в 10 раз эффективнее, чем лучшие их штаммы вырабатывают водород и в 100 раз эффективнее, чем этанол.
Кроме того, в процессе синтеза бактериями бутиральдегида, тот быстро испаряется из жидкостной среды, в которой живут бактерии, а потому не вредит им. После этого целевой компонент собирается в специальной емкости и сжижается под небольшим давлением.
Одной из основных задач для ученых, которые намерены довести свою разработку до промышленного применения, является перенесение биологического синтеза бутиральдегида бактериями из лабораторных условий в установки коммерчески приемлемого масштаба.
Главные темы