Надцарство прокариотыРассмотрим простейшие одноклеточные доядерные организмы под названием прокариоты или, как их называют по-простому, бакте... |
Аэробные спорообразующие прокариоты![]() Аэробными бактериями называются организмы, нуждающиеся для нормального функционирования в молекулярном кислороде. Аэробн... |
Основные мероприятия в профилактике внутрибопьничных инфекцийЭффективная профилактика внутрибольничных инфекций должна учитывать решение многокомпонентной задачи, которая включает... |
Цитомегаповирусная инфекцияНесмотря на то, что прошло более столетия после первого описания цитомегалии и треть века после открытия цито-мегалови... |
Дезинфекция и стерилизацияХирургические инструменты, соприкасающиеся с кровью, гноем и другими биологическими жидкостями больного, должны быть о... |
Мировой топливный кризис, в результате которого взлетели цены на нефть и вырос российский ВВП, подстегнул исследования в области альтернативных источников энергии, и, в частности, улучшения технологий получения так называемого биологического топлива.
Использовать спирт в качестве топлива стали довольно давно (например, для режима форсажа в двигателях реактивных истребителей), однако только сейчас это возможно в глобальных масштабах. Это связано с парадоксальной ситуацией, сложившейся в развитых странах Европы и Америки: цена энергии, полученной из сельскохозяйственных культур типа кукурузы, сои, льна или рапса ниже, чем из традиционного минерального топлива. Основным направлением стало производство этилового спирта в качестве биотоплива из растительного материала с помощью дрожжей (дрожжи сбраживают богатый углеводами растительный материал в спирт).
Однако, эффективность такого производства была явно недостаточной из-за токсичности для дрожжей высоких концентраций спирта и глюкозы. Несмотря на устойчивый рост отрасли, за последний год в Соединенных Штатах было произведено 1.43 миллиарда галлонов спирта (включая биотопливо), тогда как потребление бензина выше на два порядка - 140 миллиардов галлонов. Топливо Е85 (на самом деле это 85% этанола) стало обычным лишь в тех штатах, где развито сельское хозяйство и нет недостатка в растительном сырье.
Получение этанола подразумевает простой производственный цикл. Вначале биологические реакторы (ферментеры) с дрожжами наполняют сырьем (кукурузой, например) - источником глюкозы. Через некоторое время дрожжи сбраживают глюкозу в этанол. Понятно, что, чем больше мы сможем насыпать в ферментер кукурузы, тем больше спирта мы получим за цикл. Проблема в том, что высокие концентрации глюкозы в начале цикла вызывают у клеток дрожжей осмотический шок, также как и высокие концентрации спирта в конце цикла являются для них стрессовым фактором. При этом устойчивость к этим стрессам у дрожжей зависит от большого количества генов, в отличие от, например, кишечной палочки, у которой обычно устойчивость к каждому типу стресса является моногенным признаком. В связи с этим ряд попыток улучшить промышленные штаммы дрожжей за счет изменения отдельных генов, контролирующих устойчивость дрожжевой клетки к осмотическому или спиртовому стрессу, не дали значимых результатов.
\ Наука исчерпала методы для увеличения устойчивости дрожжей к этанолу\ , - говорит Грэг Стефанопулос, химический инженер знаменитого MIT (Массачусетский Технологический Институт). \ Это связано с тем, что слишком большое количество генов вовлечено в антистрессовые реакции у эукариотических организмов\ - поясняет он.
Грэг входит в число ученых, осуществивших прорыв в решении этой задачи, применив совершенно иную стратегию, носящую название \ global transcription machinery engineering\ (gTME). Суть подхода gTME в следующем - в попытке получить нужный фенотип мы не пытаемся найти и изменить все гены, отвечающие за этот фенотип. Вместо этого мы получаем тысячи мутантов по генам так называемых базальных факторов транскрипции, влияющих на экспрессию всех генов вообще, в надежде обнаружить мутанта с нужным нам фенотипом. Понятно, что таких мутантов надо как-то отбирать, в этом смысле устойчивость к стрессам идеальный фенотип для gTME. Нужные мутанты будут иметь преимущество при росте в среде содержащей повышенные концентрации, в нашем случае, этанола и глюкозы. Хотя данный метод был применен для эукариот впервые, исследователи смогли достигнуть успеха.
В результате применения этого метода действительно был получен штамм дрожжей, с повышенной на 50% устойчивостью к этанолу, что может, в принципе, очень существенно снизить цену на биотопливо.
Читайте: |
---|
Эффективные микроорганизмыНа первый взгляд, решение проблемы повышения плодородия просто: вноси в почву побольше полезных микроорганизмов — и бу... |
Микроорганизмы в решении онкологических проблемВ желудке и кишечнике, общая длина которых составляет более 7 метров, с участием пищеварительных соков идет переварива... |
Полезно ли пить кефир молочного грибаЛюбые микроорганизмы условно можно разделить на вредные и полезные для человека. Деление это именно условное, так как ... |
Детский иммунитетОсновные понятия об иммунитете Чтобы четко понимать, как улучшить состояние иммунной системы ребенка, необходимо знат... |
На пути к вакцинацииВирусы - наиболее грозные враги человека в живой природе (исключая, конечно, самого человека). Внедрившись в клетки ор... |
Продукты: иммунитет повышается целенаправленноНаш организм часто подвержен негативным погодным влияниям, экологическим, стрессам, но именно в межсезонье он особенно у... |