Изучение совокупного генома микробов, обитающих в коровьем рубце, выявило около 30 тысяч генов - Гранит науки - 2011-02-07

Изучение совокупного генома микробов, обитающих в коровьем рубце, выявило около 30 тысяч генов, которые могут быть ответственны за ферменты расщепления целлюлозы – это достижение биоинформатики, о котором сообщил журнал Science на прошлой неделе (28 January, 2011), может способствовать усовершенствованию производства биотоплива

Одна корова в день съедает свыше 60 кг травы и иного растительного материала, который проходит первичную обработку в первом отделе желудка жвачных, в рубце. Здесь происходит расщепление целлюлозы и гемицеллюлозы оболочки растительных клеток, которая рассматривается как возобновляемый, а именно, биотопливный источник энергии. А потому сведения о множестве ферментов, способных расщеплять целлюлозу, являются чрезвычайно важными для разработки эффективных процессов получения топлива из биологического сырья. В настоящее время создатели биотоплива полагаются на ферментацию простых сахаров кукурузы, свеклы или сахарного тростника, т.е. культур, имеющих пищевую ценность. Их использование в качестве сырья для переработки является, по мнению ряда экспертов, расточительством. Другое дело использование культур известных микробов для переработки большого количества зеленой биомассы, подобной той, которой питаются жвачные.

В крупномасштабном секвенировании ДНК, которое провели исследователи Объединенного Геномного Института (Joint Genome Institute) и Института Энергетических Биологических Исследований (Energy Biosciences Institute) под эгидой Министерства энергетики США ( U.S. Department of Energy), охарактеризованы гены и геномы расщепляющих растительный материал микробов, выделенных из коровьего рубца. «Микробы эволюционировали на протяжении более миллиона лет в направлении эффективной деградации трудно расщепляемой биомассы» - цитирует руководителя исследований Эдди Рубина (Eddy Rubin), директора Объединенного Геномного Института, документ, распространенный Министерством энергетики. «Сообщество этих организмов может обнаруживаться в разных экосистемах, таких как рубец коров или кишечный тракт термитов, компостные ямы, дерн, покрывающий почву в лесу. И микробы справляются с целлюлозной броней растений, которая защищает их питательные вещества» - поясняет Рубин. Коровы стали домашним скотом около 10 тысяч лет назад, и находящиеся в рубце жвачных микробы снабдили их молекулярными машинами в виде ферментов. Проанализировав последовательности ДНК микробов рубца (на профессиональном языке это называется метагеномом, совокупным геномом какого-либо сообщества), авторы публикации выявили в них около 30 тысяч генов, кодирующих ферменты. Среди них выделено 27 755 генов-кандидатов, кодирующих ферменты, способные расщеплять полисахариды (т.е. целлюлозу) до простых сахаров. В последующих генетических экспериментах было получено 90 белков, 57 процентов которых проявили искомую ферментативную активность. Т.е. расщепляли целлюлозу травы.