Микроводоросли могут стать топливом для возобновляемой энергетики Гавайев
Крошечные, питающиеся солнцем организмы, обитающие в пресноводных водоемах, вскоре могут стать основой устойчивого будущего Гавайев. Исследователи из Гавайского университета в Маноа прокладывают путь к превращению микроводорослей в реальность «зеленого золота» для биотоплива, медицины и питания. В исследовании, опубликованном в Plant Biotechnology Journal, эксперты из Колледжа тропического сельского хозяйства и устойчивости человека (CTAHR) показывают, как передовая синтетическая биология и метаболическая инженерия открывают путь для производства микроводорослей на местном и глобальном уровне.
Микроводоросли отлично улавливают углекислый газ и преобразуют его в высокоценные соединения, такие как липиды (масла) и терпеноиды (органические химикаты). Их можно использовать для создания всего: от возобновляемого авиационного топлива до жизненно важных лекарств.
«Микроводоросли обладают огромным потенциалом, потому что они не конкурируют с продовольственными культурами за землю или пресную воду», — сказал Чжи-Янь (Рок) Ду, доцент кафедры молекулярных бионаук и биоинженерии (MBBE) CTAHR и ведущий автор исследования. — «Наше исследование сосредоточено на том, как мы можем "перепрограммировать" эти организмы, чтобы они эффективно производили больше этих ценных материалов».
Настройка внутренней химии
Несмотря на потенциал, производство продуктов из микроводорослей в масштабах, способных конкурировать с нефтью, было затруднено. Команда UH, включая аспирантов под руководством Тая Шитанаки (со-руководителя исследования с профессором MBBE Самиром Кумаром Ханалом), изучила, как новые генетические инструменты, такие как CRISPR/Cas9, могут оптимизировать «метаболические супермагистрали» внутри водорослей.
Настраивая внутреннюю химию клеток, исследователи могут заставить водоросли накапливать более высокие концентрации масла и специфических полезных для здоровья соединений, не замедляя их рост, что было общей проблемой в более ранних попытках биоинженерии.
Устойчивое видение для Гавайев
Для Гавайев круглогодичное солнце и доступ к побережью создают идеальную среду для выращивания водорослей.
«Это может помочь Гавайям создать более устойчивую, энергонезависимую экономику, — сказал Ханнал. — Интегрируя производство микроводорослей с очисткой сточных вод или переработкой сельскохозяйственных побочных продуктов, мы можем создать систему, которая является одновременно экологически чистой и экономически жизнеспособной».
Исследование также подчеркивает важность «синтетической биологии», которая позволяет ученым создавать биологические компоненты, не существующие в природе, еще больше расширяя границы того, что могут производить микроводоросли.