Новый процесс поможет в производстве биотоплива
Ученые из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (ЛНЛЛ) и Института Joint BioEnergy определили молекулярный механизм в бактериях, помогающий производить биотопливо с помощью имидазолийных ионных жидких (ИИЖ) растворителей.
Данные продукты – один из лучших ресурсов для извлечения сахаров из растений, сообщает phys.org. Но растворители необратимо загрязняют материал, подавляют рост бактерий и дрожжей, блокируя их биохимические функции. Ученые определили молекулярный механизм, повышающий устойчивость к ИИЖ, преодолевая тем самым ключевой барьер в производстве биотоплива. Результаты исследования представлены в Journal of Bacteriology.
«Токсичность ионных жидкостей – серьезная проблема многих промышленных биосинтетических процессов, — сказал ведущий автор работы Майкл Телен из ЛНЛЛ. – Мы нашли микробов, устойчивых к цитотоксическому воздействию».
Команда использовала 4 штамма бацилл, изолированных из компоста, и мутировавшую кишечную палочку. Последняя, вместе с 2 образцами, выдерживала воздействие больших концентраций распространенных ИИЖ. Дуглас Хиггинс, работавший на момент исследования с Телен, определил причины стойкости штаммов. Он обнаружил в каждой бактерии мембранный транспортер или насос, отвечающий за удаление ИИЖ. В 2 случаях специалист выявил изменения в последовательности РНК, управляющей гуанидиновым рибопереключателем. Гуанидин – токсичный побочный продукт нормальных биологических процессов.
Стандартный рибосвитч взаимодействует с веществом, переживая конформационные изменения. Они заставляют насос переключаться, делая бактерии устойчивыми к ИИЖ.
«Мы показали важность роли генов транспортеров и их элементов управления в сопротивлении растворителям, — сказал Телен. – Это – еще один шаг к развитию у промышленных штаммов устойчивости к ИИЖ для производства биотоплива».
Исследование может помочь в определении стратегий генной инженерии для повышения эффективности преобразования целлюлозных сахаров в горючее с помощью процессов, использующих небольшое количество ионных жидкостей.
Выводы проекта представлены в Journal of Bacteriology.
