Исследователи доказали, что прочный древесный лигнин можно разложить в анаэробной среде
Лигнин — структурный биополимер, придающий древесине прочность. Это один из самых распространённых наземных полимеров, который окружает ценные растительные волокна, потенциально пригодные для производства биотоплива. Однако его жёсткая структура затрудняет доступ к этим ресурсам.
В статье, опубликованной в журнале Nature Microbiology, исследователи из лаборатории профессора Мишель О’Мэлли в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре доказали, что с этой задачей справляются анаэробные грибы Neocallimastigomycetes. Работа проводилась совместно с коллегами из Объединённого института генома Министерства энергетики США (DOE), Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли, Объединённого института биоэнергетики и Центра биоэнергетических исследований Великих озёр.
Парадигмальный сдвиг
Десятилетиями считалось, что лигнин может разлагаться только в присутствии кислорода. Однако наблюдения за работой анаэробных микробов в желудках жвачных животных намекали на альтернативные пути. В лаборатории О’Мэлли при работе с анаэробными грибами предварительная обработка биомассы для удаления лигнина никогда не требовалась.
Ведущий автор исследования Том Ланкевич культивировал грибы Neocallimastigomycetes на тополе, сорго и просе прутьевидном в бескислородной среде. Эти виды биомассы были выбраны из-за разного типа лигнина — от гибких стеблей трав до жёсткой древесины тополя. Используя методы ядерного магнитного резонанса, команда подтвердила, что гриб Neocallimastix californiae разрушает жёсткие клеточные стенки растений, разрывая специфические связи в лигнине без участия кислорода.
Значение и перспективы
Это открытие меняет понимание судьбы лигнина в анаэробных условиях: в компосте, метантенках или глубоких слоях почвы. Следующая задача — выяснить механизм этого процесса. Возможно, его опосредуют специфические ферменты. Исследование открывает путь к новым collaborations и изучению возможностей анаэробов в переработке растительных отходов.