Bakterie vyrábějí raketové palivo  
Escherichia coli je pro genetické inženýry velmi oblíbenou spolupracovnicí. Nyní začali ohýbat její enzymatické dráhy tak, aby produkovala ekvivalent paliva JP-10.


 

Zvětšit obrázek
Escherichia coli je příležitostně anaerobní tyčinkovitá bakterie pohybující se pomocí bičíků. Vypadají všechny stejně, i ty modifikované. (Kredit: Lawrence Berkeley National Laboratory)

Rentabilní biopalivo?

Vyvinout postup, jak pomocí bakterií či jiných organismů produkovat uhlovodíky vhodné pro spalování v běžných motorech není zase až tak obtížné. Spousta organismů to dělá už ze své přirozenosti. Kamenem úrazu je efektivita takové produkce. Doposud se žádný z projektů nedokázal na výstupu přiblížit ceně paliv z ropy.

 

Zvětšit obrázek
Pamela Peralta-Yahya (vlevo) s polu se Stephenem Sarria, při jednom z pokusů se zkumavkami plnými geneticky modifikovaných Escherichií. Bakterie dovybavené genovými kombinacemi produkují pinen nejochotněji při 37 stupních Celsia. (Kredit: Georgia Tech Photo: Rob Felt)


 Vědci z Georgie Institute of Technology na to zkusili jít z druhé strany. Než aby se snažili nahrazovat naftu a benzín a srazit cenu produktu pod 0,8 USD za litr, zvolili si jako cíl svého snažení dražší palivo, směs uhlovodíků s vysokou energetickou hustotou označovanou jako JP-10. Používá se v americké armádě a letectvu, i jako raketové palivo. Jeho cena je 6,6 USD za litr. Dražší je proto, protože jeho výroba je složitější, podstatou je katalytická hydrogenace dicyklopentadienu.

 


 Tým výzkumníků pod vedením Pamely Peralta-Yahaya se zaměřil na získání pinenu, sloučeniny, kterou v přírodě produkují některé dřeviny (například borovice) a která jako prekurzor pro produkci paliva, svými vlastnostmi ekvivalentem JP-10, je vhodná. 

 
Monoterpen pinen (C10H16) tvoří bakterie podle genů, které si vědci vypůjčili od jehličnanů.

Nápad využít k výrobě pinenu  bakterie není nový, ale Pamelinin tým dokázal nyní tuto produkci podstatně zvýšit tím, že využil geny původem od různých druhů rostlin. Enzymatické kaskády vylepšili na tvorbu dvou různých substancí.  Metodou pokus omyl pak testovali, které z vnucených genových kombinací jsou  kompatibilnější. Ze tří zkoušených enzymů pro enzym zvaný pinen syntetáza a tří pro genaryl difosfát syntetázu, přišli na kombinaci, která poskytuje produkci pinenu v množství 32 mg/litr.  Nyní se tým hodlá věnovat vyřešení problému s inhibicí enzymů, k níž dochází spolu s rostoucí koncentrací pinenu v substrátu. Což je vlastně odolnost organismu k produkované látce.

Zvětšit obrázek
Z toho, co z bakterií vychází, se dají snadno vyrobit dimery pinenů a ty již mohou být využity jako petrolej a palivo JP-10. (Kredit: Pamela Peralta-Yahya a kol.,  Georgia Tech.)

K tomu, aby celý proces se stal ekonomicky zajímavý, jak hlásá podnadpis tohoto článku, je právě nyní ohlášené dosažení šestinásobné zvýšení produkce, potřeba navýšit ještě 26 krát. I to by mělo být podle Pamely dalším bio-inženýringem bakterií dosažitelné. V jejím optimismu  ji podpořilo americké Ministerstvo energetiky, takže finance na zkoumání po několik příštích let, má pro svůj tým zajištěny. Uvidíme, zda se jim jejich předpoklad podaří dosáhnout.


I přes zveřejněné výsledky zůstávají mnozí biologové dál skeptičtí. Problém prý není ve vkládání genů. Ani v zajišťování dostatku živin do substrátu, ale ve vysoké toxicitě pro baktrie nepřirozeného produktu. Stále se zatím jedná zhruba o tři setiny gramů získaných z jednoho litru kultivačního media, což ze „zkumavky“ velké deset krychlových metrů znamená při jednom kultivačním cyklu zisk jen o něco málo větší, než čtvrt kila petroleje. Leda, že by technologové bioinženýrům pomohli nějak průběžně z kultivačního media tuto látku odstraňovat...


Zdroj: Georgia Tech University

Autor: Martin Tůma
Datum: 31.03.2014 08:52
Tisk článku


Diskuze:


Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace