"Есть надежда, что использование биомассы для производства различных полезных соединений может сформировать основу для низкоуглеродного общества, уменьшая количество атмосферного CO2.”

Японская группа ученых нашла новый способ использования микробов для повышения выхода химических соединений, выделяемых из лигноцеллюлозной биомассы.

Исследовательская группа состояла из докторанта Фудзивары Ресуке и доцента Танаки Цутому Высшей инженерной школы Университета Кобе, а также научного сотрудника Ноды Шухэя из Центра изучения возобновляемых ресурсов RIKEN.

Они достигли задуманного “путем метаболической инженерии бактерий, задействуемых в биопродукции, с целью достичь использования ими для отдельных целей различных видов сахара, поглощенного из биомассы ”.

Существуют проблемы, возникающие при использовании микроорганизмов для производства целевых химических веществ; при использовании ими источников углерода (сахаров) для размножения, производство целевых химических веществ снижается, говорят ученые.

С другой стороны, подавление размножения приводит к их ослаблению, а, следовательно, к общему снижению производства. Чтобы попытаться решить эту проблему, исследовательская группа разработала новую стратегию под названием Parallel Metabolic Pathway Engineering, позволяющую контролировать как целевое химическое производство, так и распространение микроорганизмов.

Они использовали этот подход, чтобы изменить бактерии E. coli, для успешного увеличения производства основы нейлона — муконовой кислоты.

Если станет возможным использовать выбранный источник углерода исключительно для целевого химического производства, а остальные источники — для размножения микробов, это приведет к большим достижениям в производстве ароматических соединений и сырья для медицинских и химических продуктов.

Промышленность опирается на ископаемое топливо в качестве основы для различных видов производства. Однако создание соединений, полученных из нефти, увеличивает количество CO2 в атмосфере, вызывая множество экологических проблем.

Следовательно, существует необходимость в разработке технологий биопереработки, которые включают использование микроорганизмов для производства химических соединений из природных богатых возобновляемых ресурсов, таких как древесные и растительные вещества. Преимущество продуктов, полученных из биомассы, в том, что они не содержат углерода и не увеличивают количество углекислого газа в атмосфере. Есть надежда, что использование биомассы для производства различных полезных соединений может стать основой для низкоуглеродного общества, уменьшающего атмосферный CO2.

Муконовая кислота является полезным химическим веществом, которое можно легко превратить в адипиновую кислоту, ингредиент в производстве нейлона. Оно также применяется в качестве сырья для медицинских и химических продуктов. Однако в настоящее время данное вещество синтезируется из нефтяных ресурсов химическим способом.

Ученые заявляют: «Есть надежда, что метод ферментации может быть разработан с использованием микроорганизмов и возобновляемых растительных ресурсов с более мягкими условиями реакции и меньшим количеством побочных продуктов».

«Ожидается, что вышеупомянутый метод, разработанный исследовательской группой, может быть применен для увеличения производства широкого спектра сырья, такого как ароматические соединения и дикарбоновые кислоты, используемые в медицинских и химических продуктах. Кроме того, эта стратегия изменения метаболизма бактерий позволит более эффективно использовать биомассу, содержащую несколько сахаров».

Результаты данного исследования были впервые опубликованы в Nature Communications 14 января.

biomarketinsights.com