В известном научном издании Science не так давно был опубликован материал, согласно которому генетическое воздействие на некоторые растения позволит производить новые виды биологического топлива, которые будут эффективнее и дешевле используемого сегодня ископаемого топлива.
Сегодня этанол производят преимущественно из сахара, а также крахмала зерна и сахарной свеклы. Предпринимаются также попытки получения биологического топлива из биомассы, но его получение сопряжено с большими сложностями и затратами. Все дело в том, что используя современные технологии не так-то просто отделить лигнин от целлюлозы. Вещество лигнин наделяет растений некоторыми свойствами деревьев; для его отделения применяется переработка биологической массы с использованием разогретой кислоты. Помимо того, что данный метод представляет повышенную опасность для окружающей среды, он еще и дорог. Также он подразумевает использование специального высокотехнологичного оборудования.
Новейшие исследования указывают на то, что при изъятии ключевого гена, который «виновен» в создании лигнина, растения содержат гораздо меньшее количество данного вещества. Это позволяет более восьмидесяти процентов содержащейся в модифицированных растениях целлюлозы превратить в сахар без кислотного воздействия. В случае стандартных растений, данный показатель куда более скромный – всего восемнадцать процентов.
Проведенное исследование, несмотря на ошеломляющие результаты, пока не нашло спонсоров для коммерческой реализации. Ведь технология находится в зачаточно состоянии, и ученым предстоит доказать эффективность данного подхода при производстве биологического топлива. В качестве тестовых культур ими уже были выбраны такие культуры как просос и тополь. Столь неординарное решение обусловлено находкой в них идентичных маркеров, указывающих на возможность корректировки выработки лигнина. Именно поэтому ученые убеждены, что смогут добиться очевидных результатов с обоими растениями.
Генная инженерия непростая наука и часто имеет долгосрочные побочные эффекты в измененных культурах. Так специалисты отмечают, что модификация гена, формирующего лигнин, может сделать растения низкорослыми, в результате чего общий объем биомассы будет уменьшен вследствие плохой урожайности.
Основную проблему специалисты видят в важности для растений такого вещества как лигнин. Он является одним из основных структурных материалов, и оказывает влияние на рост растений. Однако исследователи из Lawrence Berkley National Laboratory (Национальной лаборатории Лоуренса Беркли) произвели демонстрацию оригинального способа снижения концентрации лигнина в отдельных частях растений без изменений показателей роста. Профессор Woet Boerjan, который работает в VIB (Flanders Institute for Biotechnology) и включен в новый проект, считает, что в данном случае предложенный подход должен отлично работать.
Вместе с тем, многие частные компании в настоящее время занимаются разработкой новых способов обработки растений кислотой для получения биологического топлива. Согласно заявлениям представителей компании Ceres, их специалистами уже были получены модифицированные растения, в том числе культуры с низким содержанием лигнина.
Данная компания уже протестировало новые культуры в лабораторных условиях и уже в этом году будут произведены реальные испытания. Президент Ceres, Richard Hamilton, отмечает, что в случае от отказа предварительной обработки биомассы кислотой, потребуется значительно меньшее количество ферментов, для последующего превращения сырья в сахар. Это позволит снизить стоимость галлона этанола до одного доллара, в то время как текущее промышленное его производство обеспечивает в три-четыре раза большую стоимость.