Модифицированные микробы повысят эффективность производства биотоплива

Москва, 16:54, 13 Сен 2019, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.

Сотрудники Окриджской национальной лаборатории продемонстрировали метод внедрения генов в микроорганизмы, ранее не принимавшие постороннюю ДНК. Цель метода – создание модифицированных микробов, расщепляющих растения для биоэнергетики

Ученые использовали способности микроорганизмов для превращения непищевой биомассы, в топливо и биологические продукты, сообщает phys.org. Для повышения эффективности конверсии микробам требовалось расщеплять и ферментировать целлюлозу одним набором реакций. Подход, названный консолидированной биообработкой, повысил экономическую эффективность синтеза биотоплива.

Команда доказала актуальность концепции. Но для ее практического применения требуется улучшить микроорганизмы. Цель ученых – микробы, поедающие целлюлозу для производства горючего, комфортно чувствующие себя в высокотемпературной, бескислородной среде.

Для получения этих свойств потребуется введение новых генов. Но микробы развили защитные механизмы, препятствующие внедрению посторонней ДНК. Их основная цель – борьба с вирусами. Для отличия собственной ДНК от чужой микробы помещают метиловые группы на специфические последовательности. Помеченные структуры играют роль подписи. Рестрикционные ферменты перемещаются по клеткам, съедая ДНК без характерных метиловых групп.

Ученые нашли способ обхода защитного механизма. Сначала они определили подписанные последовательности и метилирующие их ферменты. Затем ученые синтезировали эти энзимы, метилтрансферазы, в кишечной палочке. Правильный фермент позволил бактерии вырабатывать копии ДНК с ожидаемым метилированием. Это значило, что микроорганизм примет новые гены.

Выводы исследования представлены в Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology. Новый метод позволил ученым внедрить новые гены в клостридию ATCC27405 и 10 других плохо поддающихся модификациям видов.

Адам Гусс с коллегами высоко оценивают потенциал метода. Он поможет определить функции генов, подавить или вызвать сверхэкспрессию целевых структур. Помимо биоэнергетики, техника может использоваться в биомедицинских и фундаментальных исследованиях.