Дрожжи научились синтезировать улучшенное биотопливо

Митохондрии в клетке (справа внизу) в представлении художника
National Botanic Garden of Wales

Ученые из Массачусетского технологического института нашли способ повысить продукцию более подходящего для современной инфраструктуры биотоплива, внеся несколько изменений в геном дрожжей. Работа опубликована в журнале Nature Biotechnology, а ее краткое содержание приводит сайт института.

Исследователи задались целью повысить содержание высокомолекулярных «больших» спиртов в той смеси, которую производят дрожжи во время ферментации. В отличие от этанола, такие спирты лучше подходят для современной инфраструктуры в качестве биотоплива и несут большее удельное количество энергии. Основным из них является изопропанол, имеющий в своей цепи четыре атома углерода.

Добиться повышения содержания таких спиртов удалось за счет изменения локализации ферментов в клетках дрожжей. В норме соединения-предшественники изопропанола образуются сначала в митохондриях, а затем переносятся в цитоплазму, где и превращаются в спирт. Ученые решили перенести последние стадии синтеза в митохондрии, присоединив к генам соответствующих ферментов специальные метки, направляющие синтезированный белок в митохондрии.

В результате, содержание изопропанола в спирте, производимом модифицированными дрожжами, выросло в 2,6 раза. Для более тяжелых спиртов рост был еще значительнее, в 3-5 раз. Авторы считают такой рост впечатляющим, хотя и замечают, что этанол по-прежнему является основным продуктом брожения модифицированных дрожжей.

Этанол в качестве биотоплива применяется достаточно широко: еще в 2005 году его производство превысило 35 миллиардов литров. Основными его производителями стали США и Бразилия, а основным источником - сахарный тростник. В дальнейшем ученые сосредоточили основное внимание на изучение возможности применения непищевых источников сахара для брожения, так как производство этанола традиционным методом стало влиять на рынок продовольствия.