Трансгенные деревья могут давать древесину более пригодную для производства биотоплива - Гранит науки - 2014-04-11

Древесина трансгенных тополей, растущих в оранжерее Университета Висконсин-Мэдисон (University of Wisconsin-Madison), содержит искусственную молекулу, которая облегчает химическое расщепление лигнина, природного полимера, характеризующего одеревеневшие стенки растительных клеток. Прочность лигнина, а точнее, энергетические затраты на разрушение его структуры – главная проблема, с которой сталкиваются производители древесной и бумажной массы, а также биотоплива. Растворение лигнина требует применения концентрированных химикатов при высоких температурах, получаемую в результате целлюлозу, которая состоит из остатков глюкозы, можно ферментировать с продукцией этанола.

Авторы статьи, которая опубликована в последнем номере Science (4 April, 2014), Джон Ральф (John Ralph) из Университета Висконсин-Мэдисон с коллегами, описывают создание тополей, синтезирующих лигнин, который расщепляется легче, чем его природный аналог. Искусственный компонент, включаясь в растущую лигниновую цепь, образует эфирную связь, которая легко разрывается под воздействием определенных веществ при умеренных температурах. «Потенциал энергосбережения настолько высок, что это нужно принимать во внимание при обработке каждого растения, предназначенного для извлечения древесной массы или преобразования древесины в биотопливо», - сказал Ральф в комментарии для Nature News.

Работа ученых по созданию растений с легко расщепляемым лигнином или меньшим его содержанием велась на протяжении десятилетий. Полевые испытания генетически модифицированных тополей проводились в Бельгии, Бразилии, Испании, США, Франции и Швеции под руководством биотехнолога из Гентского университета в Бельгии Воута Бёрьяна (Wout Boerjan). У тренсгенных растений либо были отключены гены биосинтеза лигнина, либо варьировало соотношение различных мономеров, составляющих лигнин. Однако генноинженерный подход чреват существенным недостатком, как отмечает Ричард Диксон (Richard Dixon) из Университета Северного Техаса (University of North Texas) в Дентоне, «некоторые растения с модифицированным лигнином ведут себя так, будто подверглись нашествию вредителей или патогенов, хотя на самом деле этого не было». Защитная реакция может возникнуть из-за того, что модифицированный лигнин ослабляет клеточную стенку настолько, что она начинает пропускать внутриклеточное содержимое как поврежденная. Авторы работают над преодолением этого недостатка.

Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».