Поиск лучших микробов для биотоплива привел в кишечник человека

Ученые исследовали желудки коров и кишечники термитов в поисках микробов, способных эффективно расщеплять клеточные стенки растений для производства биотоплива нового поколения. Однако лучшие кандидаты могут находиться в нижнем отделе кишечника человека, как показало исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Это первая работа, в которой биохимическими методами подтверждена гипотеза о том, что микробы в кишечнике человека способны переваривать клетчатку, расщепляя её до простых сахаров для последующего брожения в питательные вещества. Эти сахара также можно использовать для получения этанола и других жидких топлив с помощью дрожжей.

Исследователи из Университета Иллинойса во главе с профессором Исааком Канном обнаружили, что изучая микробы в рубце коровы (Prevotella bryantii), они нашли схожие гены у микробов человеческого кишечника — Bacteroides intestinalis и Bacteroides ovatus.

Ключевое открытие:

• Экспрессированные ферменты человеческих бактерий оказались более активными в расщеплении гемицеллюлозы (компонента растительных волокон), чем ферменты из коровьего рубца.

Структурная особенность:

• Многие белковые цепи (полипептиды) этих ферментов содержали два фермента, один из которых был встроен в другой.
• Встроенный компонент — углеводсвязывающий модуль (CBM) — цепляется за гемицеллюлозу.
• Исследования с профессором Сатишем Наиром показали, что CBM деформирует ("перегибает") волокно, что, вероятно, подводит его к активному сайту второго фермента для разрыва сахарных связей. Эта гипотеза требует дальнейшей проверки.

Вывод:

Микробы человеческого кишечника — новый и потенциально более мощный источник ферментов для производства биотоплива, чем микробы из желудка коровы или термитов.