编者注:每个星期三的生命科学都考察了新兴能源技术的生存能力 - 未来的力量。
在不久的将来,“丛林腐烂”的遗传学可能是更经济的生物燃料的关键。
乙醇是最常见的生物燃料,主要由谷物,甘蔗和其他农作物制成。但是它也可以由纤维素制成,这是在茎,树皮和其他植物部分中发现的链状分子。
但是,要将纤维素分解为可发酵糖,需要特殊的酶,称为纤维素酶,这些酶的产生昂贵。生物燃料行业主要从真菌获得纤维素酶Trichoderma Reesei在第二次世界大战期间臭名昭著,作为丛林腐烂。绿色模具(一种真菌)吞噬了南太平洋的军事帐篷和制服。
“T. Reesei目前是商业纤维素酶生产的冠军微生物。
为了降低纤维素酶的成本,加利福尼亚州核桃溪的能源部联合基因组研究所(JGI)组织的国际科学家现在已经对一个菌株的DNA进行了测序T. Reesei来自所罗门群岛。
希望这种遗传信息可以使真菌或细菌的工程能够比当前方法更有效地产生酶。
分解
尽管由于链接到食品价格上涨和可能的环境损害,这在很大程度上涉及源自玉米颗粒和其他非纤维素来源的乙醇,这些乙醇具有易于发酵的糖。
纤维素乙醇对食品价格的影响较小,因为它是由非食物作物制成的,例如开关的草,或废物产品,例如玉米虫。此外,研究表明,这些不可食植物材料的乙醇比玉米基乙醇的碳足迹低。
尽管存在这些事实,但美国大多数乙醇仍然是由玉米粒制成的,部分原因是纤维素很难分解。
更好的生物燃料
只有某些生物,例如白蚁肠道中的细菌和真菌,例如T. Reesei,能够降解纤维素以获得能量,从这些生物体中提取酶是昂贵的。
在2001年,制造一加仑乙醇的酶的成本超过5美元,无论它们的衍生方式如何。从那时起,生物技术研究将其降低到不到20美分,但是需要更高的价格来使生物燃料对消费者更加经济。
不是当前研究的一部分希梅尔说:“整体转换过程必须使成本降低。” “旨在改善真菌和细菌纤维素酶的性能的研究至关重要,如果这些过程是可靠的。”
为此,JGI研究人员对3400万个碱基对进行了测序T. Reesei基因组。该小组惊讶地发现,与其他相关真菌相比,该真菌的产生酶基因少。
“我们知道T. Reesei作为大量降解酶的生产国的声誉;但是,我们对它产生的酶类型的几乎没有,这向我们表明其蛋白质分泌系统非常有效。”
将其产生酶的基因聚集在一起的方式也可以解释为什么T. Reesei作者在最近的一期中写道,能够如此迅速地降解植物材料自然生物技术。
这个新的基因地图大概将为生物技术公司提供“修补遗传学的手段T. Reesei产生更多(或更好的酶),”马丁内斯告诉生活学。
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