Биотехнологи обратились к свалкам для поиска новых ферментов

Свалки следует рассматривать как один из крупнейших неиспользуемых ресурсов для поиска новых ферментов в биотехнологии, которые могут сделать производство биотоплива более эффективным.

Новое исследование в журнале mSphere, проведённое биологами университетов Бангора и Ливерпуля, впервые идентифицировало ферменты, разлагающие такие природные материалы, как бумага и ткань, на свалках.

Ключевая гипотеза и источник

Джеймс Макдональд, руководивший исследованием, заявил: "Наша гипотеза состоит в том, что из-за огромного объёма отходов свалки представляют собой хранилище неисследованного разнообразия ферментов, разлагающих биомассу. Существует значительный потенциал для идентификации новых ферментов экологического и биологического значения".

Основную массу отходов на свалках составляют целлюлоза и лигнин — природные компоненты растительных материалов, которые разлагаются дольше всего. Эти же вещества в форме растений могут служить основой для производства биотоплива, и поиск более эффективных ферментов для этого процесса повысит выход продукта.

Неожиданное место поиска

Учёные годами искали наиболее эффективные ферменты, расщепляющие целлюлозу и лигнин, в желудках жвачных животных (коров, овец) и кишечниках других травоядных (слонов, термитов).

Оказалось, что свалки имеют много общего с пищеварительными системами этих животных: это тёмные, бескислородные (аноксичные) пространства с высоким содержанием целлюлозы. Поэтому учёные обратились к этим искусственно созданным "системам".

Метод и результаты

В исследовании авторы использовали фильтрат (жидкость) со свалок как источник микробов для разложения хлопка. Они проанализировали не только таксоны бактерий, но и определили, какие именно бактерии производят группы ферментов для деградации целлюлозы.

Перспективы применения

Эмма Рэнсом-Джонс, ведущий автор исследования, пояснила: "Понимание того, как именно разлагаются целлюлоза и лигнин, и источников активных ферментов в этом процессе, позволит нам найти способы улучшить деградацию отходов на свалках и потенциально использовать это как источник для производства биотоплива".