Генетически модифицированные дрожжи защищают производство этанола от бактерий

Ученые из Службы сельскохозяйственных исследований США (ARS) разработали метод использования генетически модифицированных пекарских дрожжей (Saccharomyces cerevisiae) для борьбы с бактериальным заражением — основной причиной дорогостоящих остановок на заводах по производству этанола. Исследование опубликовано в Frontiers in Bioengineering and Biotechnology.

Проблема контаминации

В процессе ферментации кукурузного сусла в этанол нежелательные бактерии (например, Lactobacillus) конкурируют с дрожжами за глюкозу. В результате их деятельности образуются уксусная и молочная кислоты, которые:

• Ингибируют рост дрожжей.
• Снижают выход этанола на 16–42%.

Для борьбы с бактериями на заводах традиционно используют антибиотики, но это приводит к появлению устойчивых штаммов и обходится дорого: около $4.5 млн ежегодных потерь для завода мощностью 100 млн галлонов в год.

Биотехнологическое решение

Ученые модифицировали геном дрожжей, добавив ген для производства фермента эндолизина. Этот фермент вырабатывается на внешней поверхности дрожжевых клеток и убивает бактерии при контакте.

Результаты лабораторных испытаний

Использование дрожжей, продуцирующих эндолизин, привело к:

• Снижению количества бактерий на 85% по сравнению с контрольной группой (немодифицированные дрожжи).
• Уменьшению уровня уксусной кислоты в сусле на 40%, а молочной — на 71%.
• Повышению производства этанола до 40%.

Перспективы

Подход с использованием модифицированных дрожжей может стать более рентабельной и устойчивой альтернативой антибиотикам и химическим очистителям. Для подтверждения эффективности метода необходимы испытания в промышленных масштабах.