Учёный определил гены, которые сделают производство биотоплива эффективнее

Метаболический инженер из Университета Иллинойса сделал первый шаг к более эффективному и экономичному производству биотоплива, создав штамм дрожжей с повышенной спиртоустойчивостью.

Биотопливо производится путём микробной ферментации биомассы, в результате которой получаются спиртовые виды топлива — этанол и изобутанол, если для преобразования сахаров из биомассы используются дрожжи.

Проблема: При определённой концентрации производимое биотопливо становится токсичным для самих дрожжей.

Решение: Исследовательская группа под руководством Йонг-Су Джина работала с Saccharomyces cerevisiae — основными дрожжами для производства этанола. Учёные идентифицировали четыре гена (MSN2, DOG1, HAL1 и INO1), которые повышают устойчивость к этанолу и изобутанолу при их сверхэкспрессии.

Результаты тестов:

• Сверхэкспрессия любого из четырёх генов значительно повышала толерантность к этанолу.
• Штамм со сверхэкспрессией гена INO1 показал наивысший выход и продуктивность по этанолу.
• По сравнению с контрольным штаммом, объём этанола вырос более чем на 70%, а устойчивость к этанолу — более чем на 340%.

Значение открытия: Функции идентифицированных генов очень разнообразны и не связаны между собой. Это говорит о том, что устойчивость к высоким концентрациям спиртов может быть результатом сложного взаимодействия многих генетических элементов в дрожжах.

Перспективы: Обнаруженные гены станут ключевыми компонентами «генетического инструментария» для выведения дрожжей с высокой спиртоустойчивостью. Их дальнейшее изучение позволит ещё больше повысить толерантность, что приведёт к снижению затрат и повышению эффективности производства биотоплива.