Биологи в Калифорнийском университете Сан-Диего впервые продемонстрировали, что морские водоросли могут быть столь же способными, как и пресноводные водоросли при производстве биотоплива. Ученые генетически модифицировали морские водоросли для производства пяти различных видов промышленно важных ферментов и, как говорят, тот же самый способ, который они использовали, можно было использовать для повышения выхода нефтеподобных соединений из этих водорослей. Их достижения подробно описаны в статье, опубликованной в Интернете в текущем выпуске научного журнала Algal Research.
Способность генетически трансформировать морские водоросли в культуру биотоплива имеет важное значение, поскольку она расширяет виды сред, в которых водоросли могут быть выращены для биотоплива. Например, кукуруза, которая используется для производства биотоплива этанола, требует основных сельскохозяйственных угодий и большого количества пресной воды. Но исследование UC в Сан-Диего предполагает, что биотопливо водорослей можно добывать в океане или в солоноватой воде из тростника или даже на сельскохозяйственных землях, на которых невозможно больше выращивать культуры из-за высокого содержания соли в почве.
«Как показывают наши исследования, мы можем достичь в морских видах именно то, что мы уже сделали в пресноводных видах», – сказал Стивен Мэйфилд, профессор биологии в Калифорнийском университете Сан-Диего, возглавлявший исследовательский проект. «В Соединенных Штатах насчитывается около 10 миллионов акров земли, где больше нельзя выращивать культуры, которые можно было бы использовать для производства водорослей для биотоплива. Морские виды водорослей, как правило, переносят ряд солевых сред, но многие виды пресной воды не обращают внимания. Они не терпят никакой соли в окружающей среде ».
«В течение 40 лет сообщество водорослей работало над пресноводными видами водорослей», – добавил Мэйфилд, который также руководит Центром биотехнологий в Сан-Диего, или SD-CAB, консорциумом исследовательских институтов в регионе, занимающихся изготовлением водорослевых биотоплив жизнеспособного транспортного топлива в будущем. «Мы знаем, как выращивать их, манипулировать ими генетически, выражать рекомбинантные белки – все, что необходимо для обеспечения жизнеспособности биотоплива. Всегда предполагалось, что мы можем сделать то же самое и в морских видах, но в обществе всегда были какие-то дебаты о том, действительно ли это можно сделать ».
Эта дискуссия пришла в голову в прошлом месяце, когда комитет Национальной академии наук, изучающий будущий потенциал водорослевых биотоплив для Министерства энергетики США, опубликовал отчет, в котором указывается, что производство биотоплива из водорослей может быть ограничено пресной водой, поскольку ни одно опубликованное исследование продемонстрировала возможность использования инженерных морских видов водорослей.
«Но теперь мы это сделали», сказал Мэйфилд. «Это означает, что вы можете использовать океанскую воду для выращивания водорослей, которые будут использоваться для производства биотоплива. И как только вы сможете использовать океанскую воду, вы больше не ограничены ограничениями, связанными с пресной водой. Океанская вода – это просто не ограниченный ресурс на этой планете ».
Биологи UC San Diego сосредоточили свое исследование на морских видах водорослей Dunaliella tertiolecta, которые ранее были нацелены учеными на производство потенциального биотоплива из-за его высокого содержания масла и способности быстро расти в широком диапазоне солености и кислотных условий. Чтобы продемонстрировать, что он может быть использован в производстве коммерческого биотоплива, они ввели пять генов в водоросль, которые продуцировали пять различных видов ферментов, которые можно было использовать в промышленных условиях, чтобы не только превращать биомассу в топливо, но и увеличивать доступность питательных веществ в кормах для животных , Некоторые из этих ферментов, например, поступают из гриба, который деградирует растительный материал в простые сахара.
Ученые заявили в своей статье, что «мы надеемся в конечном итоге определить, могут ли цельные водоросли, послеуборочная экстракция, использоваться в качестве кормовой добавки для улучшения кормов для животных. Корм для животных представляет собой рынок с относительно большим объемом, который может быть полезен для белков, полученных из водорослей, в качестве кормовой добавки ».
Биологи UC San Diego, в том числе D. Ryan Georgianna, Michael Hannon, Marina Marcuschi, Алекс Льюис, Джеймс Хен, сотрудничали в своем проекте с тремя учеными из Sapphire Energy, Inc., биотехнологической компании San Diego algal – Shuiqin Wu, Kyle Боч и Майкл Мендес. Их исследовательские усилия финансировались Управлением научных исследований ВВС и Комиссией по энергетике штата Калифорния.