21:31Βιολογικό ντίζελ από κολοβακτηρίδιο
23 Απριλίου 2013 Επιστήμες
Γενετική παρέμβαση κάνει το E.coli να παράγει υδρογονάνθρακες
H συνθετική βιολογία θα μπορούσε να γεμίσει τα ντεπόζιτά μας με καύσιμα από απόβλητα και λύματα
Ουάσινγκτον
Εισάγοντας γονίδια από διάφορους οργανισμούς μέσα στην Escherichia
coli, το διαβόητο βακτήριο που ζει στο ανθρώπινο έντερο και
ενοχοποιείται για επιδημίες γαστρεντερίτιδας, ερευνητές στη Βρετανία
κατάφεραν να παραγάγουν υδρογονάνθρακες παρόμοιους με το ντίζελ.
Στη βιομηχανία καυσίμων χρησιμοποιούνται ήδη μέθοδοι βιοτεχνολογίας
για την παραγωγή αιθανόλης, η οποία όμως δεν είναι πλήρως συμβατή με
τους σημερινούς κινητήρες εσωτερικής καύσης.
Η νέα προσπάθεια είναι όμως αρκετά πιο φιλόδοξη: «Χρησιμοποιούμε συνθετική βιολογία για να παράγουμε όχι ένα εναλλακτικό βιοκαύσιμο, αλλά ακριβή αντίγραφα των ορυκτών καυσίμων που χρησιμοποιούμε σήμερα στους κινητήρες» λέει ο Τζον Λαβ του Πανεπιστημίου του Έξετερ στη Βρετανία, επικεφαλής της μελέτης.
Μοριακός μηχανισμός παραγωγής
Η ομάδα του Λαβ αποφάσισε να συναρμολογήσει ένα μοριακό μηχανισμό παραγωγής ντίζελ συνδυάζοντας γονίδια από αρκετούς διαφορετικούς οργανισμούς.
Ορισμένα από τα απαιτούμενα γονίδια προέρχονται από το ίδιο το E.coli, το οποίο μεταβολίζει σάκχαρα για να παράγει τα λιπίδια που χρειάζεται η εξωτερική μεμβράνη του βακτηρίου.
Οι ερευνητές παρενέβησαν σε αυτόν τον μηχανισμό εισάγοντας στο μικρόβιο επιπλέον γονίδια από διάφορους οργανισμούς: κυανοβακτήρια που φωτοσυνθέτουν, το δέντρο της καμφοράς και το συγγενές κολοβακτηρίδιο Bacillus subtilis.
Η μέθοδος, ελπίζουν οι ερευνητές, θα μπορούσε να τροποποιηθεί ώστε να δίνει και άλλους υδρογονάνθρακες όπως η κηροζίνη που χρησιμοποιούν τα αεροπλάνα αλλά και η βενζίνη κίνησης, της οποίας τα μόρια αποτελούνται από μικρότερες αλυσίδες.
Ένα επιπλέον πλεονέκτημα της νέας προσέγγισης είναι ότι, άγνωστο γιατί, τα τροποποιημένα βακτήρια φαίνεται ότι εκκρίνουν το ντίζελ έξω από τα κύτταρά τους, οπότε το καύσιμο συγκεντρώνεται μόνο του στην επιφάνεια και είναι εύκολο να απομονωθεί.
Στόχος η μείωση του κόστους
Στη σημερινή φάση των ερευνών ως πρώτη ύλη για την παραγωγή ντίζελ χρησιμοποιούνται σάκχαρα, γεγονός που αυξάνει σημαντικά το κόστος. Η ερευνητική ομάδα ελπίζει ωστόσο ότι τα τροποποιημένα μικρόβια θα τρέφονται στο μέλλον με γεωργικά απόβλητα ή ακόμα και με λύματα.
Γενετικά τροποποιημένα βακτήρια E.coli χρησιμοποιούνται ήδη στη βιομηχανία για την παραγωγή ορισμένων ουσιών. Η αμερικανική εταιρεία Amyris, για παράδειγμα, χρησιμοποιεί το E.coli στην παραγωγή ενός μαλακτικού ελαίου για χρήση σε καλλυντικά, ενώ άλλες εταιρείες χρησιμοποιούν την ίδια προσέγγιση στην παραγωγή διατροφικών συμπληρωμάτων.
Σε μια άλλη εξέλιξη, ερευνητές στις ΗΠΑ ανακοίνωσαν πρόσφατα ότι χρησιμοποίησαν τροποποιημένα βακτήρια E.coli για να μετατρέψουν την κυτταρίνη, βασικό συστατικό του ξύλου και όλων των φυτικών υπολειμμάτων, σε βρώσιμο άμυλο.
Η τελευταία μελέτη δημοσιεύεται στην αμερικανική επιθεώρηση «PNAS».
Η νέα προσπάθεια είναι όμως αρκετά πιο φιλόδοξη: «Χρησιμοποιούμε συνθετική βιολογία για να παράγουμε όχι ένα εναλλακτικό βιοκαύσιμο, αλλά ακριβή αντίγραφα των ορυκτών καυσίμων που χρησιμοποιούμε σήμερα στους κινητήρες» λέει ο Τζον Λαβ του Πανεπιστημίου του Έξετερ στη Βρετανία, επικεφαλής της μελέτης.
Μοριακός μηχανισμός παραγωγής
Η ομάδα του Λαβ αποφάσισε να συναρμολογήσει ένα μοριακό μηχανισμό παραγωγής ντίζελ συνδυάζοντας γονίδια από αρκετούς διαφορετικούς οργανισμούς.
Ορισμένα από τα απαιτούμενα γονίδια προέρχονται από το ίδιο το E.coli, το οποίο μεταβολίζει σάκχαρα για να παράγει τα λιπίδια που χρειάζεται η εξωτερική μεμβράνη του βακτηρίου.
Οι ερευνητές παρενέβησαν σε αυτόν τον μηχανισμό εισάγοντας στο μικρόβιο επιπλέον γονίδια από διάφορους οργανισμούς: κυανοβακτήρια που φωτοσυνθέτουν, το δέντρο της καμφοράς και το συγγενές κολοβακτηρίδιο Bacillus subtilis.
Η μέθοδος, ελπίζουν οι ερευνητές, θα μπορούσε να τροποποιηθεί ώστε να δίνει και άλλους υδρογονάνθρακες όπως η κηροζίνη που χρησιμοποιούν τα αεροπλάνα αλλά και η βενζίνη κίνησης, της οποίας τα μόρια αποτελούνται από μικρότερες αλυσίδες.
Ένα επιπλέον πλεονέκτημα της νέας προσέγγισης είναι ότι, άγνωστο γιατί, τα τροποποιημένα βακτήρια φαίνεται ότι εκκρίνουν το ντίζελ έξω από τα κύτταρά τους, οπότε το καύσιμο συγκεντρώνεται μόνο του στην επιφάνεια και είναι εύκολο να απομονωθεί.
Στόχος η μείωση του κόστους
Στη σημερινή φάση των ερευνών ως πρώτη ύλη για την παραγωγή ντίζελ χρησιμοποιούνται σάκχαρα, γεγονός που αυξάνει σημαντικά το κόστος. Η ερευνητική ομάδα ελπίζει ωστόσο ότι τα τροποποιημένα μικρόβια θα τρέφονται στο μέλλον με γεωργικά απόβλητα ή ακόμα και με λύματα.
Γενετικά τροποποιημένα βακτήρια E.coli χρησιμοποιούνται ήδη στη βιομηχανία για την παραγωγή ορισμένων ουσιών. Η αμερικανική εταιρεία Amyris, για παράδειγμα, χρησιμοποιεί το E.coli στην παραγωγή ενός μαλακτικού ελαίου για χρήση σε καλλυντικά, ενώ άλλες εταιρείες χρησιμοποιούν την ίδια προσέγγιση στην παραγωγή διατροφικών συμπληρωμάτων.
Σε μια άλλη εξέλιξη, ερευνητές στις ΗΠΑ ανακοίνωσαν πρόσφατα ότι χρησιμοποίησαν τροποποιημένα βακτήρια E.coli για να μετατρέψουν την κυτταρίνη, βασικό συστατικό του ξύλου και όλων των φυτικών υπολειμμάτων, σε βρώσιμο άμυλο.
Η τελευταία μελέτη δημοσιεύεται στην αμερικανική επιθεώρηση «PNAS».
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου