Wie Jungle Rot könnte die Zukunft macht


Anmerkung der Redaktion: Jeden Mittwoch LiveScience untersucht die Lebensfähigkeit der neuen Energietechnologien – die Kraft der Zukunft.

Die Genetik der "Jungle Rot" kann den Schlüssel zum wirtschaftlichere Biokraftstoff in naher Zukunft halten.

Ethanol, das am weitesten verbreitete Biokraftstoff besteht vor allem aus Getreide, Zuckerrohr und andere Kulturen. Aber es kann auch aus Zellulose hergestellt werden – eine kettenförmige Molekül gefunden in Stengeln, Rinde und anderen Pflanzenteilen.

Zum Abbau von Cellulose in vergärbare Zucker, erfordert jedoch besondere Enzyme, genannt Cellulasen, die teuer in der Herstellung sind. Die Biokraftstoff-Industrie hat in erster Linie Cellulase Pilze Trichoderma Reesei, entnommen der berüchtigten während des zweiten Weltkriegs als Dschungel Rot wurde. Die grünen Schimmel (Schimmelpilze sind eine Art von Pilz) verschlungen Militärzelte und Uniformen im Südpazifik.

"T. Reesei derzeit Champion Mikroorganismus für kommerziellen Cellulase Produktion", sagte Michael Himmel des National Renewable Energy Laboratory in Golden, Colorado

Zur Senkung die Kosten der Cellulase, hat eine internationale Gruppe von Wissenschaftlern organisiert durch das Department of Energy Joint Genome Institute (JGI) in Walnut Creek, Kalifornien, jetzt die DNA eines Stammes von T. Reesei von den Salomonen sequenziert.

Die Hoffnung ist, dass diese genetische Information könnte das Engineering von Pilzen oder Bakterien, die Enzyme effizienter als das derzeitige Konzept erzeugen können.

Es brechen

Obwohl Biokraftstoff in letzter Zeit einen schlechten Ruf wegen steigender Lebensmittelpreise und mögliche Umweltschäden genommen hat, handelt es sich weitgehend um Ethanol aus Mais und anderen nicht-Zellulose Quellen, die leicht vergärbaren Zucker abgeleitet.

Zellulose-Ethanol hat weniger Auswirkungen auf die Nahrungsmittelpreise, weil es von non-Food-Kulturen, wie Schalter Rasen oder Abfallprodukte wie Maisstauden besteht. Darüber hinaus Studien haben gezeigt, dass Ethanol aus diese ungenießbar pflanzlichen Materialien hat einen geringeren CO2-Fußabdruck als Ethanol aus Mais.

Trotz dieser Tatsachen weiter, die meisten Ethanol in den Vereinigten Staaten aus Maiskorn, teilweise weil Zellulose sehr schwer zu brechen.

Eine bessere Biokraftstoff

Nur bestimmte Organismen, wie Bakterien in Termite Mut und Pilze wie T. Reesei, sind in der Lage, Zellulose für Energie abbauen und Gewinnung von Enzymen aus diesen Organismen wurde teuer.

Im Jahr 2001 Kosten die Enzyme für die Herstellung von Ethanol eine Gallone mehr als $5, unabhängig davon, wie sie abgeleitet wurden. Seitdem biotechnologische Forschung hat dies auf weniger als 20 Cent reduziert, aber noch größere Preissenkungen sind erforderlich, um Biokraftstoffe für Verbraucher günstiger zu gestalten.

"Die gesamte Konvertierungsprozess weniger kostspielig, gemacht werden muss", sagte Himmel, der nicht Teil der aktuellen Studie war. "Forschung zur Verbesserung der Leistung von Pilz- und bakterielle Cellulasen ist kritisch, wenn diese Prozesse sind robust."

Zu diesem Zweck sequenziert die JGI-Forscher die 34 Millionen Basenpaare im T. Reesei Genom. Die Gruppe war überrascht, dass der Pilz eine kleinere Anzahl von Enzym-Produktion hatte Gene als andere im Zusammenhang mit Pilzen.

"Wir wussten von T. ReeseiRuf als Hersteller von massiven Mengen an entwürdigende Enzyme; Allerdings waren wir überrascht von es wie wenige Enzym produziert, die uns vorgeschlagen, dass das Protein Sekretion System besonders effizient ist, schreibt", sagte der leitende Autor Diego Martinez aus JGI.

Die Art und Weise, die seiner Enzym-produzierende Gene geclustert wurden, kann auch erklären, warum T. Reesei ist in der Lage, Pflanzenmaterial so schnell verschlechtern schrieben die Autoren in einer kürzlich erschienenen Ausgabe von Nature Biotechnology.

Dieses neue gen-Karte geben vermutlich Biotech-Unternehmen die Mittel für "Basteln mit der Genetik, T. Reesei mehr produzieren zu machen – oder ein besseres Profil von – Enzyme," Martinez sagte LiveScience.

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