Новые генно-инженерные бактерии выделяют топливо

Модифицированные цианобактерии производят заметно больше энергии из солнечного света, чем кукуруза и просо. На примере лабораторной культуры это показали специалисты из института биологического дизайна университета Аризоны (Biodesign Institute).

Если синтезировать топливо и химическое сырьё как продукт метаболизма бактерий, можно обойтись без вывода сельхозугодий из пищевой отрасли, и без промежуточных шагов переработки растительной массы на горючее (фото Biodesign Institute).

Покопавшись в коде фотосинтезирующих микроорганизмов Synechocystis sp PCC6803, авторы разработки заставили их в избытке производить и выделять наружу богатые энергией жирные кислоты с длиной цепи в 10-18 атомов углерода. Их можно применять и в качестве топлива, и в роли сырья, пригодного для производства широкого перечня химической продукции.

В обычном случае эти кислоты являются звеном в синтезе липидов, но несколько изменений в ДНК позволили не только поднять выпуск кислот, но и "украсть" эти соединения из привычной цепи.

После того, как кислоты накапливаются в клетке, они начинают проникать сквозь мембрану, чему способствует ещё одно генетическое изменение организма. Учёные вмешались в гены, кодирующие строение и проницаемость клеточной оболочки. Из-за низкой растворимости в воде секрет таких модифицированных клеток выпадает в осадок и его легко собрать, не мешая бактериям размножаться.

Для дальнейшего наращивания выхода продукта, команда учёных добавила в бактерию гены, вызывающие перепроизводство прекурсоров жирных кислот. А ещё — удалила ряд генов (и соответствующих обменных цепочек), не влияющих на выживание клетки, тем самым увеличив долю энергии, отдаваемой микроорганизмом "производственному процессу".

Авторы опыта добились полезного выхода жирных кислот в 133 миллиграмма на литр клеточной культуры в день при плотности клеток в растворе 1,5 х 10⁸ штук на миллилитр (фото Biodesign Institute).

В следующем ролике об этой работе рассказывает один из её авторов Синьяо Лю (Xinyao Liu).