Созданные компанией "Протерро" (Нью-Джерси) фотосинтезирующие цианобактерии продуцируют беспрецедентно дешевую сахарозу, использование которой позволит существенно снизить затраты на производство биоэтанола и других типов биотоплива.

На сегодняшний день углеводы для производства биотоплива получают преимущественно в результате переработки кукурузы или сахарного тростника. Некоторые компании работают над процессами получения углеводов из богатых целлюлозой материалов, таких как трава или древесные опилки. Однако ни одна из технологий пока не предоставила убедительных доказательств своей экономической целесообразности.

Созданный специалистами "Протерро" тип цианобактерий может производить значительно больше сахарозы из расчета на один акр, чем сахарный тростник или любая другая из традиционных культур. Более того, растительные культуры используют воду и солнечную энергию для формирования биомассы, которую необходимо собирать, транспортировать и перерабатывать с целью получения сахарозы. В предложенной учеными системе гораздо большая доля воды и солнечной энергии расходуется на синтез сахарозы, которая не нуждается в выделении, а непрерывно секретируется цианобактериями в форме, пригодной для производства биотоплива.

Прототип биореактора для выращивания синтезирующих сахарозу цианобактерий, культивируемых на полотне, расположенном в центре контейнера.

Модифицированные цианобактерии начинают продуцировать сахарозу в результате защитной реакции на чрезмерное засоление их среды обитания. Это уравновешивает внутри- и внеклеточное осмотическое давление и предотвращает поступление воды внутрь бактериальных клеток. Исследователи идентифицировали запускающие этот механизм гены и использовали их при создании своих микроорганизмов. Еще одним ноу-хау стало использование генов, обеспечивающих секрецию сахарозы в окружающую среду. Это значительно удешевляет стоимость получаемого сырья для биотоплива, так как традиционные подходы использования цианобактерий или фотосинтезирующих водорослей для синтеза углеводов или жиров подразумевают определенные затраты на сбор биомассы, ее обезвоживание и переработку.

Еще одна особенность разработанной Протерро системы заключается в использовании особого биореактора. Выращиваемые в нем цианобактерии не погружены в воду, а находятся на поверхности полотна, пропитываемого водным раствором солей и питательных веществ с помощью механизма капельной подачи. Это позволяет отказаться от традиционно используемых для выращивания фотосинтезирующих микроорганизмов больших прозрачных контейнеров с водой или специальных прудов.

Специалисты, утверждают, что, помимо очевидных достоинств, разрабатываемая Протерро система на сегодняшний день обладает и серьезными недостатками. Например, богатая сахарозой среда благоприятна для размножения различных микроорганизмов, которые могут вытеснять цианобактерии. В результате подобные биореакторы будут нуждаться в частом осушении, дезинфекции и заполнении новой культурой цианобактерий. Однако разработчики настроены оптимистично и собираются решить все возможные технические трудности.

Источник: CNews