генно-інженерними методами, мабуть, буде дуже важко [8, 9, 17].
Сьогодні основна трудність в отриманні біопалива з трави, тирси, гички культурних рослин і тому подібного полягає в розкладанні найважливішого компонента рослинної клітини - целюлози - на прості компоненти.
Учені використовували мікроорганізми, що мешкають в кишечнику жуйних тварин - корів [14]. Ці мікроорганізми виділяють спеціальні ферменти, що розкладають целюлозу на прості компоненти, які потім можуть бути засвоєні організмом тварини [13].
Були досліджені геноми 20 видів бактерій, що відносяться до пологів Clostridium і Thermoanaerobacteraceae, і розроблена спеціальна методика аналізу біологічного матеріалу, яка дозволила розшифрувати ДНК цих до цих пір багато в чому загадкових мікроорганізмів. У зв'язку з цим виявлено близько 30 тисяч генів, потенційно здатних виконувати функції розкладання целюлози. З них було вибрано 90 генів ферментів, які були протестовані на активність в процесах розщеплення целюлози. Приблизно 20% з цієї кількості генів проявили здатність активно розкладати целюлозу, що міститься в рослині просо. Таким чином, вчені відкрили раніше невідомі гени ферментів, які можуть бути використані для розробки та генетичної трансформації мікроорганізмів з метою отримання біопалива з відходів рослинництва і бур'яну.
У Сполучених Штатах біологам вдалося вивести кілька штамів бактерій кишкової палички, які здатні відразу здійснювати весь процес виробництва біопалива [10]. Сам процес виробництва біопалива складається з двох етапів. На першому етапі бактерії розщеплюють целюлозу і гемицеллюлозу. На другому етапі продукти розщеплення синтезуються в біопаливо. Набір штамів мікроорганізмів об'єднав обидва складні етапи виробництва біопалива. Ці організми самі розщеплюють всі компоненти біомаси, перетворюють отримані елементи в цукру, з яких самі ж і створюють молекули органічного палива.
Вчені вставили в геном кишкової палички гени, які відповідають за розщеплення целюлози і геміцелюлози і виділення біопалива. Порівнюючи різні види бактерій, що розщеплюють біомасу, вчені вибрали десять найефективніших ферментів і в геном кишкової палички вставили гени, що відповідають цим ферментам. У результаті бактерії з генами, які відповідають за розщеплення геміцелюлози, і генами, що руйнують целюлозу, запрацювали і стали утворювати проміжні фрагменти-олігомери. Гени заробили так, що олігомери стали виділятися в середу вирощування, поза бактерії. Аналогічні набори генів, що розщеплюють вже олігомери целюлози і геміцелюлози, підключили до попереднім так, що вони починали працювати, коли в живильному розчині накопичувалося достатню кількість фрагментів геміцелюлози та целюлози. Останнім етапом вибудовування «архітектури» бактерій-біореакторів стало приєднання до модифікованих геномам кишкових паличок генів, які будуть синтезувати біопаливо. Фактично з'явився цілий «живий конвеєр», що виробляє біопаливо. Вчені вже перевірили життєздатність нових бактерій на практиці, з цією метою засіявши бактеріями оброблену біомасу із стебел і листя гігантського проса.
Таким чином, були розроблені штами E. coli, які здійснюють механізми синтезу трьох різних типів біопалива. Це дозволило продемонструвати, що синтез паливних замінників або прекурсорів для бензинових, дизельних і реактивних двигунів відбувається безпосередньо в рідкому середовищі обробленого проса без додавання ферментів гідролаз. Така демонстрація я...
