Вы не можете увидеть их невооруженным глазом, но большинство растений выделяет летучие газы — изопреноидов в атмосферу, когда они дышат и растут. Некоторые растения выделяют близка к нулю; другие выделяют килограммов ежегодно.
Почему завод изопреноидных интересные выбросов? Ну, изопреноидов огромный вклад в количество углеводородов, выбрасываемых в атмосферу, где они могут быть преобразованы в мощные парниковые газы, влияющие на изменение климата. На самом деле, было подсчитано, что короткоцепочечные изопреноидов приходится более 80% всех летучих органических соединений, выделившихся из всех живых организмов на общую сумму около 650 миллионов тонн углерода в год.
«Мы обнаружили новый способ, что растения регулируют, сколько летучих изопреноидов они выбрасывают в атмосферу, которая давно уже неизвестно. Некоторые растения выделяют много, а очень похожие породы не выделяют их вообще. Это интересно от базовой научной точки зрения, чтобы лучше понять эти выбросы и как растут разные растения могут влиять на кругооборот углерода и влияние парниковых газов», — говорит первый автор за новое исследование, недавно опубликованное в eLife, старший научный сотрудник Mareike Bongers от Ново Нордиск Фонд Центр Biosustainability и Австралийского института биоинженерии и нанотехнологий, университет Квинсленда.
Культур, которые излучают большое количество изопрена, например, пальмовое масло, деревья, ели, которые выращивают на древесину, и осины, которые выращиваются для пиломатериалов и биотоплива. С этим знанием, фермеры могут в принципе оптимизировать лесных участков и сельского хозяйства путем посадки меньше, высокий-излучатель-растения и больше ноль-излучателей.
«Следует сказать, что мы не знаем точно, что все последствия этих выбросов плохие, необходимы дополнительные исследования на этот счет. Но ясно то, что многие вредного воздействия выбросов изопреноидных произойдет, когда они реагируют с обычными загрязнителями воздуха, которая влияет на формирование парниковых газов и качества воздуха. Поэтому крупные плантации с высоким уровнем выбросов особенно хлопотно в непосредственной близости от промышленных или бытовых загрязнений воздуха. Так, снижение загрязнения-это еще один способ решения проблемы», — говорит Bongers Mareike.
Исследователи за это исследование сейчас рассматривает возможность использования новых знаний в области прикладной биотехнологии. Исследователи обнаружили новый механизм регулирования, потому что они пытались создать бактерия E. coli для получения востребованных изопреноидов, которые могли бы заменить множество ископаемых видов топлива, химикатов, если они могут быть произведены более дешево.
Так, при проектировании растения генов в Е. coli по улучшению производства изопреноид, исследователям стало известно о растительной основе механизма регулирования. Когда E. coli был спроектирован с генами растений для фермента, известного как HDR, они произвели два важных химических веществ в различных соотношениях, и это повлияло сколько изопрена может быть произведено.
Это откровение является очень полезной в прикладной биотехнологии, потому что изопреноидов можно превратить в продукты, такие как резиновые. Гудиер уже производят автомобильные шины, сделанные из био производства изопрена. Кроме того, полученные данные также могут улучшить продукцию изопреноидов монотерпенов, которые являются отличными реактивных топлив, потому что они очень энергоемкий.
«Это особенно интересно с точки зрения устойчивости, поскольку не предполагается, что самолеты могут работать с ничего, кроме жидкого топлива, в отличие от наземного транспорта, который может быть электрическим», — говорит она.
Наконец, изопреноидов также используются в качестве ароматизаторов и отдушек в парфюмерии и косметике, и они очень важны в качестве активных веществ в некоторых лекарственных препаратов, например, противомалярийные препараты артемизинин или taxadiene, из которого Таксол рака препарат изготовлен.
Сегодня большинство лабораторий и биотехнологических компаний, которые делают изопреноидов использовать путь из дрожжей, поскольку достигнутые урожаи были намного выше, чем с кишечной палочкой. Но путь используется E. coli и растений имеет более высокий теоретический выход, что означает, что теоретически более изопреноидов может быть изготовлен из того же количества сахара в E. coli, чем в дрожжах. Поэтому, пытаясь оптимизировать E. coli для производства изопреноидных имеет смысл с коммерческой точки зрения.
Команда по сравнению восемь различных генов РВБ завода и один геном цианобактерий HDR В Е. coli. Лучший результат был получен с генами от персика, тополя и клещевины. Поскольку это было доказательство концепции, команда только 2 мг изопрена / л бульона из клетки. Но дополнительные исследования и усилия по оптимизации ферментации, исследователи рассчитывают улучшить производстве изопрена в E. coli с использованием этой системы.
«Мы увидели, что выбор правильного растительный фермент имеет большое значение в производстве изопрена в E. coli. Так, изучая наше ‘природе’ о том, как некоторые растения так хорошо стал испускать очень изопреноидов помогли нам в разработке более эффективной клеточной фабрики», — резюмирует она.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!