В Соединенных Штатах биологам удалось вывести несколько чистых видов бактерий кишечной палочки, которые способны сразу осуществлять весь процесс производства биотоплива. Новые микроорганизмы сами расщепляют все компоненты биомассы, превращают расщепленные элементы в соединения сахаров, из которых сами же и формируют молекулы органического топлива.

Ученые калифорнийского института в Беркли под руководством Джея Кислинга в уже опубликованной научной статье описали особенности нового организма и сферы его применения. Ученые фактически открыли настоящий «биореактор».

Процесс производства биотоплива состоит из двух этапов. На первом этапе бактерии или искусственные ферменты расщепляют целлюлозу и ксилон. На втором этапе продукты расщепления синтезируют в биотопливо. Ранее биотопливо не решались поставить на коммерческие рельсы, так как само производство не было инвестиционно привлекательно. Расщепляющие бактерии были малоэффективны, а искусственные ферменты стоили дорого.

Набор, выведенный учеными Кислинга, штаммов объединил оба сложных этапа производства биотоплива. Ученые вставили в геном кишечной палочки гены, которые отвечают за выделение биотоплива и расщепление целлюлозы. Сравнивая различные виды бактерий, расщепляющих биомассу, ученые выбрали десять самых эффективных ферментов и в геном кишечной палочки вставили гены, соответствующие этим ферментам.

В результате бактерии с генами, отвечающими за расщепление ксилана, и генами, разрушающими целлюлозу заработали стали образовывать промежуточные фрагменты-олигомеры. Благодаря ученым гены заработали так, что олигомеры стали выделяться вне бактерии. Аналогичные наборы генов, расщепляющих уже олигомеры целлюлозы и ксилана подключили к предыдущим так, что работать они начинали, когда в питательном растворе накапливалось достаточное количество фрагментов ксилана и целлюлозы. Так фактически появился целый «живой конвеер», производящий биотопливо.

Ученые уже проверили жизнеспособность новых бактерий на практике, заселив бактерии в обработанную ионной жидкостью биомассу из стеблей и листьев гигантского проса.

Последним этапом выстраивания архитектуры бактерий-биореакторов стало присоединение к модифицированным геномам кишечных палочек линий, которые будут синтезировать биотопливо.