Прямое преобразование биомассы в этанол с помощью инженерных микробов

Новое исследование Университета Джорджии преодолело ключевое экономическое препятствие для производства биотоплива, позволив напрямую преобразовывать биомассу в этанол без предварительной обработки.

Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, описывает использование генетически модифицированной бактерии Caldicellulosiruptor bescii для прямой конверсии биомассы, например проса прутьевидного (switchgrass), в биоэтанол.

• Проблема предварительной обработки: Ранее необходимая стадия разрушения клеточных стенок растений (лигноцеллюлозной биомассы) перед ферментацией была экономическим «узким местом», сдерживающим производство топлива.
• Инженерное решение: Команда профессора Джанет Вестфелинг, входящая в центр BioEnergy Science Center (BESC), финансируемый Минэнерго США, разработала генетические методы для модификации термофильной бактерии C. bescii.
  • Бактерию научили расщеплять неподготовленную растительную биомассу.
  • В организм встроили синтетический метаболический путь, добавив гены от других анаэробных бактерий, чтобы он начал производить этанол напрямую.

Цитата исследователя: «Теперь, без какой-либо предварительной обработки, мы можем просто взять просо прутьевидное, измельчить его, добавить недорогую минимальную питательную среду и получить на выходе этанол. Это первый шаг к экономически feasible промышленному процессу».

Значение работы: Победа над природной рекальцитрантностью (устойчивостью к микробному разложению) биомассы — ключевая миссия центра BESC. По словам директора центра Пола Гилны, это «выдающееся научное достижение».

Перспективы: C. bescii можно научить производить не только этанол, но и другие виды топлива (бутанол, изобутанол) и химикаты, используя биомассу как альтернативу нефти. Это начало платформы для создания устойчивых биотехнологических производств.