Исследователи создали рекордно продуктивный штамм E. coli для производства биотоплива

Исследователи из Школы инженерии и прикладных наук Генри Самуэли Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) разработали метод производства нормального бутанола (n-бутанола) из бактерий с рекордно высокой скоростью.

Ключевой результат: Команда под руководством профессора Джеймса С. Ляо добилась производства 15–30 граммов n-бутанола на литр культуральной среды с использованием генетически модифицированной Escherichia coli. Это значительный рост по сравнению с типичными 1–4 граммами на литр, достигнутыми ранее.

Научный подход:

• Исследователи сконструировали в E. coli, которая не производит n-бутанол естественным образом, соответствующий биохимический путь.
• Первоначальные уровни производства были низкими. Прорыв произошел после добавления метаболических движущих сил, которые направили поток углерода на синтез n-бутанола, что привело к десятикратному увеличению выхода.
• «Как и людям, микробам нужен стимул для работы. Мы создали движущие силы, генетически модифицировав метаболизм», — пояснила ведущий автор исследования Клэр Р. Шен.

Преимущество E. coli: Хотя некоторые микробы (например, Clostridium) производят n-бутанол естественно, команда выбрала E. coli из-за простоты манипуляций и промышленного опыта. Этот штамм можно настроить на производство только целевого соединения без побочных продуктов, что удешевляет процесс очистки.

Контекст и перспективы: n-Бутанол — четырёхуглеродный спирт, рассматриваемый как «более зелёная» альтернатива дизелю и бензину. Он совместим с существующей энергетической инфраструктурой и двигателями без их модификации. Следующий шаг — передача технологии в промышленность для разработки масштабируемого процесса.

Исследование опубликовано в журнале Applied and Environmental Microbiology и финансировалось институтом KAITEKI Institute Inc. (Япония).