Hlavní stranaAutorské články a zajímavosti ze světa biotechnologiíBakterie a houba společně vyrábějí biopalivo z...

Bakterie a houba společně vyrábějí biopalivo z kukuřice

Datum: 10.2.2014 

Na benzín se jezdí obstojně, ale prozatím ještě neroste na poli. Zato rostliny na poli rostou, zase z nich ale není snadné vyrobit palivo, které by se svými vlastnostmi blížilo oblíbenému benzínu. Zajímavé řešení nedávno s kolegy nabídla Xiaoxia Nina Lina z Michiganské univerzity. Vymysleli, že spojí síly zkušené bakterie E. coli a vřeckovýtrusné houby Trichoderma reesei a jejich dvojnásobnou mocí zpracují rostlinný odpad na isobutanol.Trichoderma reesei. Kredit: US Department of Energy Office of Science, Wikimedia Commons.

Isobutanol je ve skutečnosti v mnohých ohledech lepší volbou nežli etanol. Spálení isobutanolu poskytne výtěžnost 82 procent tepelné energie, zatímco spálení etanolu pouhých 67 procent. Navíc, etanol má sklony absorbovat vodu, korodovat trubky a poškozovat motory. Isobutanol se v tomto směru chová poměrně slušně a s vodou se mísí jen velice neochotně. Přesto se teď coby biopalivo s benzínem míchá etanol a mnozí odborníci doporučují, že bychom měli v co největší možné míře přejít na isobutanol.V poslední době se často přetřásá vliv produkce biopaliv na růst cen potravin, Linová a spol. se proto soustředili na získávání isobutanolu z nejedlých částí rostlin. Během svého výzkumu ho vyráběli ze stonků a listů kukuřice. Jejich výkonný bioreaktor bakterie a houby by ale prý šlo použít i k výrobě biopaliva z dalších druhů zemědělského, případně lesnického odpadu.

Až doposud se vědci snažili vypěstovat superorganismus, který zvládl kompletní výrobu isobutanolu z kukuřičného odpadu. Linová s kolegy si řekli, že by tým mikoorganismů mohl takový úkol zvládnout lépe. Bakterii Escherichia coli můžeme relativně snadno geneticky vylepšit. Přece jenom s ní už máme spoustu zkušeností. Badatelé ji tudíž vylepšili tak, aby dovedla přeměnit jednouché cukry na isobutanol. Udělali z E. coli miniaturní chemickou továrnu. Houba Trichoderma  je oproti tomu velmi zdatná v rozkládání nepoddajného rostlinného materiálu. Vylučuje enzymy celulázy, které rozštípou rostlinnou lignocelulózu na rozpustné jednoduché cukry.

Je to vlastně pohodová idylka. Houba nadělá z kukuřičné vlákniny tolik cukrů, že to stačí pro všechny zúčastněné strávníky a ještě zbude dost na výrobu isobutanolu. Linová a spol. nakonec dosáhli koncentrace vyrobeného isobutanolu 1,88 gramů na litr experimentální kultury. Vyšší koncentraci zatím nikdo nezvládl. Také se jim při výrobě isobutanolu povedlo dosáhnout 62 procentní účinnosti přeměny energie uskladněné v kukuřici. Bioreaktor s E. coli a trichodermou. Kredit: Joseph Xu, University of Michigan.

Klíčem k úspěchu experimentu byla samozřejmě fungující spolupráce mezi oběma partnery, tedy bakterií a houbou. Bylo to prý až překvapivé. V podobných situacích spolu mikroorganismy různých druhů obvykle tvrdě soupeří a jeden z nich nakonec zcela převládne. V případě E. coli a trichodermy tomu tak ale kupodivu nebylo. Prostě pohodově spolupracovaly. Pokud jim taková příkladná souhra vydrží, mohly by se stát základem ekonomicky životaschopné technologie výroby isobutanolu z rostlinného odpadu.

Vědci otestovali vztah bakterie a houby pomocí myšlenkového aparátu teorie her. Ukázalo se, že houba má sklon pomáhat s rozkladem celulózy a že bakterie má zase nutkání krást si občas pro sebe cukry, aniž by za to houbě něco nabízela. Navzdory občasnému podvádění ale E. coli v bioreaktoru nepřevládne. Trichoderma totiž vyrábí cukry v těsné blízkosti svých buněk, takže je má pro sebe k dispozici. Vědci pak mohou regulovat bioreaktor podporováním či omezováním růstu trichodermy. Linová a spol. se teď snaží jednak ještě vylepšit účinnost přeměny energie při výrobě biopaliva a pak také zvýšit toleranci bakterie i houby vůči isobutanolu. Je pro ně totiž za normálních okolností jedovatý. Při změně genetické úpravy bakterie E. coli by bioreaktor mohl vyrábět i různé ropné produkty. A to už vůbec nezní špatně.

Autor: RNDr. Stanislav Mihulka PhD.


Líbil se Vám tento článek? Doporučte jej svým známým.


google facebook Digg delicious reddit furl mrwong myspace twitter stumble upon topclanky Jagg bookmarky Linkuj si ! pridej Vybralisme


Použité zdroje:

(orig): PNAS 110: 14592–14597.

(doplň.): University of Michigan News 19. 8. 2013.

Xiaoxia Nina Lina. Kredit: University of Michigan.

http://www.engin.umich.edu/college/about/people/profiles/k-to-o/nina-lin/display-file/sm_image/nina-lin-portrait.jpg

Lahvička s isobutanolem. Kredit: Joseph Xu, University of Michigan.

http://www.ns.umich.edu/new/images/microbial-team-turns-corn-stalks-and-leaves-into-better-biofuel-orig-20130819.jpg

Bioreaktor s E. coli a trichodermou. Kredit: Joseph Xu, University of Michigan.

http://www.ns.umich.edu/new/images/microbial-team-turns-corn-stalks-and-leaves-into-better-biofuel-researcher-orig-20130819.jpg

Trichoderma reesei. Kredit: US Department of Energy Office of Science, Wikimedia Commons.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/81/Trichoderma.reesei.jpg


Komentáře / diskuse


Váš komentář:







 

OPPI, MPO, EU

Doporučujeme

Cayman

CEBIO a I. etapa JVTP

  • CEBIO
  • BC AV CR
  • Budvar
  • CAVD
  • CZBA
  • Eco Tend
  • Envisan Gem
  • Gentrend
  • JAIP
  • Jihočeská univerzita
  • Madeta
  • Forestina
  • ALIDEA

Provozovatel

Jihočeská agentura pro podporu inovačního podnikání o.p.s.

Články na přání


[načítám anketu]

LinkedIn