Ученые научились защищать дрожжи при производстве биотоплива

Специалисты Университета Висконсин-Мэдисон и ряда лабораторий Министерства энергетики США нашли способ защитить дрожжи, необходимые для превращения сахаров в биотопливо, от разрушительного действия химикатов, ускоряющих расщепление растений, информирует ftimes.ru.

Исследователи определили два изменения одного гена, делающие дрожжи менее восприимчивыми к химикатам, применяемым для обработки сырья, сообщает eurekalert.org. Отчет о работе представлен в журнале Genetics.

Любой производитель биотоплива использует почти те же процессы, что и природа. Так или иначе, растительные клетки расщепляются физически, химически или с помощью микробов.

«Но в естественной среде на это уходят годы, — отметил Трей Сато, ведущий исследователь. – В промышленности процесс ускоряют».

Обычно сырье для этого подвергается предварительной обработке. Она может включать применение аммиака, кислот, тепла, давления, ионных жидкостей (соли) или других продуктов. После обработки целлюлоза расщепляется ферментами для выделения сахаров. Их в топливо превращают микробы. Обычно – улучшенные штаммы пекарских дрожжей (Saccharomyces cerevisiae). Но им вредит ионная жидкость, токсичность которой может на 70% снизить эффективность преобразования сахара в топливо. Сато с коллегами попытались найти решение проблемы.

«Одна из альтернатив – заменить дрожжи другим организмом, способным переварить ионные жидкости», — отметил специалист.

Но этот подход не был принят производителями, слишком много вложившими в выведение собственных штаммов дрожжей и создание биореакторов для них. Так что исследователи сосредоточились на ДНК S. cerevisiae. Они выделили пару генов, дающих устойчивость к ядовитым химикатам. Один из них, SGE1, вырабатывает белок, закрепляющийся в клеточной мембране дрожжей и выкачивающий токсины.

«Больше таких насосов на поверхности поможет в выведении ионной жидкости», — сказал Сато.

Изменение двух нуклеотидов с помощью CRISPR стимулировало выработку белка, сделав дрожжи устойчивее к агрессивным веществам. На следующих этапах авторы планируют опробовать модифицированный штамм за пределами лаборатории, в реальных условиях.

Новости

Аналитика и интересное о сахаре