Расшифрован геном гриба, способного превращать древесину в биотопливо
Международная группа учёных, включая исследователей из Университета Наварры (Испания), завершила проект по секвенированию генома гриба Postia placenta. Результаты, опубликованные в журнале PNAS, раскрывают механизмы, с помощью которых этот гриб разрушает древесину, чтобы получить доступ к целлюлозе. Это открытие важно для разработки эффективных процессов производства биоэтанола из древесных отходов.
Контекст: поиск сырья второго поколения
- Первое поколение биотоплива производится из пищевых культур (злаки, свёкла), что вызывает споры из-за влияния на цены на продукты.
- Второе поколение — альтернатива, использующая непищевое сырьё, такое как растительные и древесные отходы. Основная сложность — получение сахаров из защищённой целлюлозы.
Особенности гриба Postia placenta
- Это гриб бурой гнили. В отличие от грибов белой гнили, которые разрушают лигнин, P. placenta способен извлекать и потреблять целлюлозу, не повреждая лигнин — сложный полимер, который защищает целлюлозу в древесине и придаёт ей прочность и цвет.
- Цель исследования — понять, как гриб «обходит» защитный слой лигнина, чтобы получить доступ к целлюлозе. Это знание поможет разработать более эффективные методы извлечения глюкозы из древесины для последующего производства спирта.
Масштаб проекта и вызовы
- Проект по секвенированию и идентификации генов координировался Университетом Висконсина (США) и длился два года с участием 53 исследователей из восьми стран.
- Геном P. placenta содержит почти 17 000 генов. Если записать его последовательность буквами, получится 7000 страниц с 33 миллионами символов.
- Как пояснил руководитель испанской группы профессор Херардо Писабарро: «Проблема не столько в получении этих семи тысяч страниц... а в том, чтобы прочитать их, расшифровать, что они говорят, идентифицировать гены и выяснить, как они работают».
Значение фундаментальных исследований
Помимо прикладного значения для биотехнологии, профессор Писабарро подчёркивает важность фундаментальных исследований в геномике микроорганизмов:
- Принципы генной регуляции можно изучать на простых системах, таких как грибы, и получать ответы, применимые к более сложным организмам, включая человека.
- Технологическая революция в секвенировании геномов может привести к тому, что определение индивидуальной геномной последовательности станет доступной процедурой для систем здравоохранения, что произведёт революцию в персонализированной диагностике и лечении болезней.