BESC создает микроб, усиливающий производство изобутанола
Ученые из Центра биоэнергетики Министерства энергетики США (BESC) преодолели еще одно препятствие на пути к коммерчески жизнеспособному биотопливу из непищевого сырья, создав генетически модифицированный микроорганизм, который увеличивает выход изобутанола в 10 раз.
Исследование, опубликованное в журнале Metabolic Engineering, развивает результаты 2011 года, когда ученые впервые сообщили о создании генетически модифицированного микроба, производящего изобутанол напрямую из целлюлозы.
Преимущества изобутанола:
- Его энергетическая плотность и октановое число намного ближе к бензину.
- Он может быть как прямой заменой бензину, так и химическим сырьем для различных продуктов (например, его можно химически преобразовать в эквивалент углеводорода для реактивного топлива).
Эволюция технологии:
- 2011 год: Использовался микроорганизм Clostridium celluloyticium. Выход составлял 0,6 грамма изобутанола на литр.
- Новое исследование: Ученые успешно внедрили аналогичные признаки в гораздо более эффективный микроорганизм Clostridium thermocellum. Это привело к выходу 5–6 граммов изобутанола на литр.
Ключевой подход — консолидированная биопереработка:
Это объединение нескольких процессов в одном микробе, который может:
Такой подход позволяет снизить стоимость производства, объединяя этапы предварительной обработки, ферментации и использования ферментов, а также помогает преодолеть рекальцитрантность (естественную защиту растений от химического расщепления) — одно из основных экономических препятствий для использования лигноцеллюлозной биомассы (например, кукурузной соломы или мискантуса).
Достижения и перспективы:
- Для создания штамма в микроорганизм были вставлены пять генов, позволивших ему синтезировать изобутанол.
- Работа при высоких температурах предотвращает загрязнение ферментационных танков конкурирующими микроорганизмами.
- Цель BESC — достичь выхода более 20 граммов на литр.
- Хотя задачи микробной инженерии остаются, ученые обнадежены полученным результатом.