- Горячие темы:
- Все для фронта - все про оружие и технику
Ученые: Грибы производят биотопливо быстрее и эффективнее, чем бактерии
На сегодняшний день биологи вывели несколькоштаммов кишечной палочки и других бактерий, способных превращатьрастительное сырье или другую органику в биотопливо.
Во многихслучаях исследователи добивались успеха, однако в подавляющем числеслучаев эффективность таких бактериальных "мануфактур" намного нижеминимально допустимых значений для их коммерческого применения.
Группа ученых под руководством Ши-Ю Дина из Национальнойлаборатории возобновляемой энергии в городе Голден (США) проследилаза тем, как грибы разлагают волокна целлюлозы, и опубликоваларезультаты своей работы в статье в журнале Science.
Как отмечают биотехнологи, грибы принадлежатк небольшому и закрытому "клубу" организмов, способныхразлагать целлюлозу - основной компонент древесины, не прибегаяк помощи бактерий.
Геном грибов содержит в себе"инструкции" по синтезу ряда уникальных ферментов, способныхрасщеплять макромолекулы целлюлозы на относительно короткие цепочки.
Дин и его коллеги предположили, что этивещества могут поспорить в эффективности с аналогичными расщепителямицеллюлозы, которые используют "топливные" бактерии. Они проверили этугипотезу при помощи особого набора из нескольких электронныхмикроскопов, позволявших следить за реакциями разложения целлюлозыв режиме реального времени.
В качестве подопытных ученые избрали двухпредставителей соперничающих царств живых существ - бактерию Clostridiumthermocellum и гриб Trichoderma reesei. По словам биологов, эти организмыпридерживаются совершенно разные стратегии разложения целлюлозы.
Так, бактериииспользуют для расщепления ее молекул целлюлосому - набориз нескольких взаимодействующих белков, а грибы - нескольконебольших и независимых друг от друга молекул ферментов-целлюлаз.
Авторы статьи проверили их работув действии, испытав экстракты ферментов бактерий и грибкана кусочках растительной биомассы. Образцы целлюлозы отличались другот друга по степени обработанности - часть из них содержалав себе "несъедобный" лигнин, тогда как в других его нитибыли удалены из кусочков растений.
В других случаях ученые наблюдализа взаимодействием ферментов с синтетической целлюлозой,представляющей собой беспорядочную смесь из ее макромолекул.
Как и ожидали исследователи, ферментыгрибов и бактерий плохо справлялись с разложением образцов целлюлозы со значительнымивкраплениями волокон лигнина. По словам авторов статьи, даже"убойные" концентрации экстрактов не разлагали целлюлозуполностью за семь дней эксперимента.
С другой стороны, в чистых кусочкахрастительной биомассы наблюдалась совершенно иная картина - грибнойэкстракт быстрее всего разлагал целлюлозу на меньшие фрагменты. Какутверждают ученые, грибные целлюлазы примерно в пять раз быстреерасщепляли цепочки биополимера, чем это делали их бактериальные конкуренты.
Пословам ученых, подобные ферменты могут в теории достичь практически 100%разложения биомассы, в том случае, если она не будет содержатьлигнина. Как считают Дин и его коллеги, источником такого сырья могутстать генетически модифицированные растения, идеально подходящие на роль биомассы.
