Учені виявили фермент, який у декілька разів збільшує вироблення біопалива з рослинної сировини. Можливо, це відкриття зробить поновлюване джерело палива конкурентоспроможним у порівнянні з нафтою.
Міжнародна група вчених з VIB and Ghent University (Бельгія), Університету Данді (Великобританія), Інституту Джеймса Хаттона (Великобританія) і Університету Вісконсіна (США) виявили новий ген, відповідальний за процес біосинтезу лігніну. Це дуже важливе відкриття, оскільки лігнін є єдиною перешкодою на шляху до дешевого біопалива.
На даному зображенні рослинних клітин арабидопсиса червоним кольором відзначений лігнін, що перешкоджає ефективній переробці біомаси в паливо
Лігнін є основним компонентом вторинної клітинної стінки рослини. Ця речовина перешкоджає ефективній переробці біомаси в паливо. Стінка рослинної клітини складається в основному з лігніну і молекул цукру, таких як целюлоза. Саме целюлозу можна перетворити в глюкозу, яку, у свою чергу, переробляють за допомогою ферментації в спирт (основу палива). На жаль, через лігнін зробити це непросто, оскільки лігнін міцно скріплює молекули цукру. У природі це забезпечує жорсткість стебел рослин, які таким чином можуть рости вгору. Видалення лігніну вимагає енергоємних і екологічно шкідливих промислових процесів, що робить біопаливо дорогим і іноді навіть більш шкідливим для навколишнього середовища, ніж нафтове.
Якби вдалося знайти швидкий і дешевий спосіб видалення лігніну або вивести рослини з мінімумом лігніну і максимумом швидкозростаючою біомаси, то це дало б потужний поштовх прогресу в області зеленої енергетики.
Протягом багатьох років дослідники вивчали шляхи біосинтезу лігніну в рослинах. Міжнародній групі вчених, що вивчає дане питання на рослинах арабідопсис (Arabidopsis thaliana), вдалося виявити новий фермент, відповідальний за виробництво лігніну. Цей фермент, названий кафойл шікімат естерази (caffeoyl shikimate esterase або CSE), відіграє центральну роль у біосинтезі лігніну. Відключення гена, відповідального за виробництво CSE, знижує кількість лігніну в рослині на 36%. Крім того, навіть той лігнін, що залишається в рослині, має змінену структуру і легше видаляється з рослини. В результаті, відключення гена CSE збільшує ефективність прямого перетворення целюлози в глюкозу з попередньо обробленої рослинної біомаси в 4 рази: з 18% у контрольних рослинах до 78% в CSE-мутантних рослинах.
Вченим вдалося досягти великого успіху в підвищенні ефективності перетворення біомаси в паливо. В даний час учені працюють над перетворенням лабораторних експериментів у промисловий процес. Технологічно це не так складно, головне отримати всі дозволи на вирощування генетично модифікованих рослин. Швидше за все, спочатку в якості сировини будуть використовувати багаті целюлозою природні швидкозростаючі рослини, такі як тополя, евкаліпт або просо.
Натхнення: rnd.cnews.ru