Alternativ Energia www.alternativenergia.hu
Kapcsolódó cikkek
Amerikai kutatók egy újonnan kidolgozott módszer segítségével úgy módosítottak mikroorganizmusokat, hogy azok a biomasszából úgynevezett metil-halidokat állítsanak elő. A metil-halidok a metán halogén elemekkel alkotott egyszerű vegyületei, amelyekből – többek közt – üzemanyagot is lehet készíteni.
Chris Voigt és munkatársai a San Franciscó-i Kaliforniai Egyetemen az úgynevezett szintetizáló metagenomika módszereit használták ahhoz, hogy metil-halidok előállítására képes új enzimeket fedezzenek föl. Az eljárás lényege, hogy a kutatók a már ismert DNS-szekvenciákat tároló adatbázisból kikeresik azokat a szekvenciákat, amelyekről úgy gondolják, hogy a kívánt enzimet kódolják. Ezután szintetizálják a kiszemelt DNS-szakaszokat, és ellenőrzik, hogy melyik felelős a megfelelő enzim szintéziséért. Ez napjainkban már viszonylag olcsón és gyorsan megvalósítható.
Az eljárás lehetővé teszi a kutatók számára, hogy olyan organizmusok enzimjeihez jussanak hozzá, amelyeket nehéz laboratóriumban tenyészteni, vagy akár olyan enzimekhez, amelyek a természetben ki sem fejeződnek. “Anélkül jutunk DNS-hez, hogy akár egyetlen élő szervezethez is hozzányúlnánk. Ez tulajdonképpen már információ alapú tudomány” – magyarázza Voigt.
Bizonyos algák, gombák és tengeri moszatok a természetben is termelnek metil-halidokat a metil-halid-transzferáz (MHT) nevű enzim segítségével. Sajnos azonban ezek az élőlények alkalmatlanok az ipari alkalmazásra, mivel nehezen tenyészthetők és rossz a hozamuk. A DNS-szekvencia-adatbázisokban keresve azonban a kutatócsoport 89 olyan különböző génszekvenciára akadt, amely a különféle baktériumokból, növényekből és gombákból származó ismert MHT-k kódjaira hasonlított.
A kutatók szintetizálták mind a 89 gént, és Escherichia coli baktériumokban fejeztették ki őket (azaz a baktériumokkal “készíttettek” róluk fehérjéket), hogy megállapítsák, az így készült enzimek valóban képesek-e metil-halidokat előállítani cukrokból. Az egyik tengerparti növény, a Batis maritima MHT enzimje bizonyult a leghatékonyabbnak.
Azért, hogy jelentősebb mennyiségű metil-halidot termeljenek, a csoport sörélesztőbe (Saccharomyces cerevisiae) illesztette a gént. Ez a gomba sokkal jobban elviseli a metil-halid termelődését, és kiválóan megfelel a folyamat nagyobb léptékűvé tételéhez. Az élesztőt egy hulladékbontó baktériummal kombinálták, amely igen hatékonyan bontja le a cellulóztartalmú biomassza cellulózát. Képes fölhasználni a kipréselt cukornádat, a kukoricaszárat és más növényi anyagokat, s a folyamat végén acetátot termel. Az élesztő fölveszi az acetátot és metil-haliddá alakítja.
Mivel a termelt metil-halidok illékonyak, a bioreaktor tetejéről egy csövön át gőz formájában elvezethetők, majd egyszerűen kondenzálhatók. Emiatt a folyamat rendkívül gördülékenyen zajlik, és nagyon könnyű összegyűjteni és megtisztítani a keletkezett termékeket anélkül, hogy megzavarnák a reaktor működését. A létrejött metil-halidból azután már könnyen készíthető bioüzemanyag vagy más vegyipari termék.
