Ученые учат дрожжи производить апельсиновое авиатопливо
Исследователи из Квинсленда заставляют пекарские дрожжи производить из сахара возобновляемое авиатопливо с запахом апельсина.
Тимоти Бреннан и его коллеги из Австралийского института биоинженерии и нанотехнологий Университета Квинсленда помогли генетически модифицированным дрожжам эволюционировать, чтобы производить масло лимонен. Оно естественным образом содержится в лимонах и апельсинах и, как оказалось, является эффективным авиатопливом.
Ученые выяснили, как заставить дрожжи производить больше масла, не убивая себя в процессе. Это важный шаг для масштабирования производства биотоплива, чтобы оно стало серьезной альтернативой традиционным ископаемым видам топлива.
"Когда вы открываете апельсин, вы чувствуете запах лимонена — это углеводород, который обладает отличными свойствами авиатоплива и недавно превзошел традиционное реактивное топливо в модели самолета", — говорит Тим, победитель FameLab Australia в Квинсленде.
"Мы можем взять гены из апельсинов или лимонов, собрать их в дрожжах и превратить их в крошечные фабрики по производству лимонена, которые поглощают сахар и выделяют авиатопливо с апельсиновым вкусом", — объясняет он.
Основное препятствие в том, что слишком большое количество лимонена токсично для дрожжевых клеток, что ограничивает объем производства топлива.
"Когда вы покупаете бытовые чистящие средства с запахом лимона или апельсина, эти ароматические соединения нужны не только для приятного запаха — они действительно помогают убивать микробы, и они также убивают дрожжи", — говорит Тим.
Исследователи нашли два способа решить эту проблему:
- Изменение биореактора: Топливо удаляется сразу после производства дрожжами. Это позволило тем же дрожжам выдерживать до 700 раз больше топлива, чем в традиционном биореакторе.
- Изменение генов дрожжей: Ученые изменяют гены дрожжей, чтобы помочь им выдерживать более высокие уровни лимонена.
"Изменив всего один ген, я могу повысить устойчивость клеток к топливу, чтобы они могли производить его больше. Но найти этот ген было непросто — мне пришлось использовать старейший инструмент биологии, адаптивную эволюцию", — говорит Тим.
"Я не мог ждать, пока дрожжевые клетки эволюционируют естественным путем, поэтому ускорил эволюцию в лаборатории. Каждый день я подвергал их воздействию немного большего количества лимонена, чем в предыдущий. Это постоянное давление окружающей среды гарантировало, что каждый день выживали только самые приспособленные клетки. Два месяца спустя я выделил штамм дрожжей, который был намного более устойчивым, чем тот, с которого я начал".
Тим только что завершил свою докторскую диссертацию в AIBN. Он входит в команду, работающую с Boeing и Virgin над созданием альтернативы нефтяному топливу.