Найдена бактерия для производства биотоплива

Недавно группа инженеров из Национального университета Сингапура (NUS) обнаружила, что природная бактерия Thermoanaerobacterium TG57, выделенная из отходов, образующихся после сбора грибов, способна непосредственно превращать целлюлозу, материал на основе растений, в топливо биобутанол.

Исследовательская группа, возглавляемая адъюнкт-профессором Он Цзяньчжун из Департамента гражданской и экологической инженерии на инженерном факультете NUS, впервые обнаружила новый штамм TG57 в 2015 году. Они продолжили исследовать культуру штамма, чтобы изучить его свойства.

«Производство биотоплива с использованием непищевого сырья может улучшить устойчивость и значительно снизить затраты. В нашем исследовании мы продемонстрировали новый метод прямого превращения целлюлозы в биобутанол с использованием нового штамма TG57. Это крупный прорыв в метаболической инженерии и является основополагающим вехой в устойчивом и экономичном производстве возобновляемых биотоплив и химических веществ» — говорят исследователи.

Традиционно биотопливо производится из продовольственных культур. Этот подход является очень дорогостоящим и конкурирует с производством продуктов питания в использовании земельных, водных, энергетических и других экологических ресурсов.

Ожидается, что биотопливо, полученное из необработанных целлюлозных материалов, таких как растительная биомасса, садоводческие и органические отходы, будет удовлетворять растущие потребности в энергии без увеличения выбросов парниковых газов в результате сжигания ископаемого топлива. Эти целлюлозные материалы присутствуют в большом изобилии, экологически чистые и экономически выгодные.

Среди различных видов биотоплива биобутанол предлагает большие перспективы в качестве заменителя бензина из-за его высокой плотности энергии и превосходных свойств. Он может напрямую заменить бензин в автомобильных двигателях без каких-либо изменений.

Однако коммерческое производство биобутанола затруднено отсутствием мощных микробов, способных превращать целлюлозную биомассу в биотопливо. Современные методы его получения являются дорогостоящими, а также требуют сложной химической предварительной обработки.

Производство зеленого биотоплива

Новая технология, разработанная командой NUS, потенциально могла бы стать технологией, изменяющей правила игры для экономичного и устойчивого производства биотоплива. Отработанный компост представляет собой остаточные отходы компоста, образующиеся при выращивании грибов. Микроорганизмы в отходах оставляют естественным образом развиваться более двух лет, чтобы получить уникальный штамм TG57.

Процесс ферментации прост и не требует сложной предварительной обработки или генетической модификации микроорганизмов. Когда добавляется целлюлоза, бактерия просто переваривает ее для получения бутанола в качестве основного продукта.

Двигаясь вперед, исследовательская группа будет продолжать оптимизировать работу штамма TG57 и дополнительно развивать его для повышения соотношения выработки биобутанола с использованием молекулярно-генетических инструментов.

Больше информации: Tinggang Li et al, Unique genetic cassettes in a Thermoanaerobacterium contribute to simultaneous conversion of cellulose and monosugars into butanol, Science Advances (2018). DOI: 10.1126/sciadv.1701475