Создан гибридный штамм дрожжей для эффективного производства биоэтанола из отходов
Новое исследование, опубликованное в открытом журнале Biotechnology for Biofuels, представило новый штамм дрожжей с улучшенной толерантностью к ксилозе и метаболизмом, что повышает эффективность производства этанола.
Биоэтанол считается одним из самых чистых возобновляемых заменителей ископаемого топлива. Однако использование глюкозы из сельскохозяйственных культур (сахарного тростника или крахмала) конкурирует с производством пищи. Ксилоза — второй по распространённости сахар в растениях (после глюкозы), которого много в сельскохозяйственных и древесных отходах. Проблема в том, что дрожжи, наиболее эффективно производящие этанол, не могут сбраживать пентозные сахара, такие как ксилоза, а дрожжи, способные ферментировать ксилозу, плохо производят этанол.
Исследователи из Ngee Ann Polytechnic (Сингапур) использовали метод генного шаффлинга для объединения геномов толерантной к ксилозе P. stipitis и любящей глюкозу, этанол-толерантной (но не переносящей ксилозу) S. cerevisiae.
Процесс создания гибрида:
- В первом раунде геном P. stipitis был перенесён в S. cerevisiae. Рекомбинантные штаммы отбирали по способности расти на ксилозе, а затем — по способности производить этанол.
- Во втором раунде геном S. cerevisiae был перенесён в лучший из этих штаммов, а полученные штаммы протестировали на толерантность к этанолу.
Результаты:
Руководитель исследования Анли Генг пояснил: «Мы создали гибридные дрожжи, способные производить биоэтанол из ксилозы и выживать при высоких концентрациях этанола. Основным побочным продуктом ферментации ксилозы был ксилит. Измеряя его наряду с производством этанола, мы обнаружили, что наш гибрид эффективнее использует ксилозу и производит этанол, чем любой из родительских штаммов».
Этот штамм является прототипом, и перед масштабированием возможны дальнейшие улучшения. Однако результаты показывают перспективность переработки растительных отходов в биоэтанол.