Разложение биомассы термофильными бактериями

Разложение биомассы — ключевой процесс в индустрии биотоплива, однако ферменты, играющие в нём важную роль, остаются малоизученными. Исследователи Министерства энергетики США (DOE) из нескольких национальных лабораторий изучают термофильные бактерии — организмы, выживающие и процветающие в условиях высоких температур, — которые содержат эти ферменты.

В исследовании, опубликованном 19 июля 2013 года в PLoS One, группа учёных, включая специалистов из Института совместного геномного секвенирования (DOE JGI), Объединённого института биоэнергетики (JBEI) и Лаборатории молекулярных наук об окружающей среде (EMSL), стремилась лучше понять конкретные белки, участвующие в разложении биомассы в термофильном микробном сообществе, адаптированном для переработки проса прутьевидного — перспективного сырья для биотоплива. Команда DOE JGI провела секвенирование и сборку метагеномных последовательностей, а команда EMSL идентифицировала, какие из белков, предсказанных метагеномикой, продуцируются микробным сообществом.

Группе удалось реконструировать геномы для Thermus thermophilus и Rhodothermus marinus — двух штаммов, составлявших большинство в образцах популяции. Кроме того, они смогли идентифицировать филы Paenibacillus и Gemmatimonadetes как важные группы, участвующие в разложении биомассы. Результаты впервые связали функциональные роли отдельных микробных популяций внутри консорциума с конкретной ферментативной активностью. Команда смогла идентифицировать более 3000 отдельных белков, связанных с разложением биомассы, но исследование указывает, что существует ещё больше неисследованных белков, которые могут играть роль в этом процессе.