Pulp NonFiction: Анализ грибов раскрывает ключи к целенаправленной деструкции биомассы
Международная команда ученых представила сравнительный геномный анализ двух грибов белой гнили, чьи геномы были созданы и аннотированы в Объединенном институте генома Министерства энергетики США (DOE JGI) в рамках Программы секвенирования сообществ (CSP).
Изучаемые организмы и их значение
- Изучались грибы Phanaerochaete chrysosporium (секвенирован DOE JGI в 2004 г.) и его близкий родственник Ceriporiopsis subvermispora.
- Они интересны для биоэнергетических исследований, так как обладают ферментами, способными разлагать растительную биомассу, что может быть полезно для ускорения производства биотоплива.
- C. subvermispora обладает исключительной способностью к селективному разложению лигнина, оставляя целлюлозу, что представляет интерес для целлюлозно-бумажной промышленности.
Ключевые выводы исследования
- Сравнение геномов выявило существенные различия в наборах генов, участвующих в деградации лигноцеллюлозы.
- Геном C. subvermispora содержит больше марганец-пероксидаз и лакказ — ферментов, ускоряющих деградацию лигнина, — чем геном P. chrysosporium.
- Биохимический анализ также выявил в C. subvermispora другие лигнин-разрушающие ферменты, ранее не обнаруженные в её культурах.
- Исследование предполагает, что целлюлозо-разрушающая часть генома C. subvermispora "несколько подавлена" по сравнению с P. chrysosporium, что может объяснять селективность к лигнину.
Практическое применение и перспективы
- Понимание процесса селективного лигнинолиза — давний интерес целлюлозно-бумажной промышленности (объем продукции ~$175 млрд в год).
- Концепция "биопульпирования" — предварительная обработка древесной щепы грибом C. subvermispora — позволяет снизить энергозатраты на производство пульпы на 30%.
- Для дальнейшего прогресса в понимании механизмов потребуется разработка новых экспериментальных инструментов, например, для генетического анализа.