Tiedeuutiset

Kolibakteeri saatiin muuttamaan kasvien sokeri suoraan polttonesteeksi

: Tiedeuutiset

28.01.2010, klo 18.00

Polttonesteitä voidaan tulevaisuudessa valmistaa suoraan kasvien sokerista tai hemiselluloosasta geenimuunnelluilla bakteereilla. Tällä hetkellä sokerista tehdään polttoaineeksi kelpaavaa etanolia käymisprosessin avulla, mutta käymisen ohittamalla prosessia voidaan tehostaa huomattavasti.

Yhdysvalloissa tehdyssä tutkimuksessa kolibakteeri Eschericia coli saatiin monivaiheisella geenimuuntelulla tuottamaan polttoaineeksi kelpaavia yhdisteitä ja kemian teollisuuden raaka-aineiksi sopivia yhdisteitä. Sitä varten piti siirtää yli kymmenen geeniä.

Fossiilisista polttonesteistä on vähitellen pakko luopua, hiilidioksidipäästöjen rajoittamiseksi ja öljyvarantojen huvetessa. Niiden sijaan on etsitty biomassapohjaisia polttonesteitä, joita on teollisessa tuotannossa jo muutamia. Sokerista valmistetaan käymisen avulla alkoholia, etanolia ja kasviöljystä tehdään biodieseliä. Fossiilisesta raakaöljystä pystytään tekemään polttonesteitä vielä halvemmalla, joten esimerkiksi bioetanolia tuetaan valtion rahoilla suurimmissa tuottajamaissa Yhdysvalloissa ja Brasiliassa.

Ongelmana näissä ensimmäisen sukupolven biopolttonesteissä ovat myös raaka-aineet ja niiden tuotanto. Etanolia valmistetaan mm. sokeriruo?osta ja maissista pelloilla, jotka ovat siten poissa ruuantuotannosta. Ruuaksi ja rehuksi käytetyn maissin hinta on myös noussut, koska bioetanoliksi menevästä maissista maksetaan enemmän.

Biodieseliä valmistetaan mm. Kaakkois-Aasiassa kasvatetuista palmuista ja kriitikot sanovat palmuöljytuotannon lisäävän sademetsien hakkuita ja vaikeuttavan paikallisten ihmisten elintarvikkeiden tuotantoa. Siksi raaka-aineiksi on etsitty vähemmän arvokkaita aineksia, esimerkiksi metsänhakkuiden tai viljelykasvien jätteitä kuten oksia ja olkia.

Kolibakteerit ovat biokemisteille tuttuja eliöitä sillä niitä on käytetty paljon biologisina mallieliöinä. Niitä osataan käsitellä ja niiden perimää muokata. Normaaleista kolibakteereista on lähes 10% rasvahappoja ja ne tuottavat runsaasti rasvahappoja kasvaessaan.

Tutkijat tehostivat rasvahappojen tuottoa "oikosulkemalla" kolibakteerin rasvahappotuotannon. Sen jälkeen kolibakteeriin lisättiin muista mikrobeista otettuja geenejä. Kolibakteerit saatiin näin tuottamaan yksinkertaisesta sokerista, glukoosista mm. biodieselissä olevia estereitä sekä vahojen estereitä sekä rasva-alkoholeja.

Kasveissa on sokeria vähemmän kuin muita hiilihydraatteja kuten hemiselluloosaa ja selluloosaa joten tuoton lisäämiseksi pitäisi päästä kiinni selluloosiin. Siksi bakteeri on saatava tuottamaan ensin selluloosia hajottavia entsyymejä. Hemiselluloosan osalta tämä onnistuttiin tekemään siirtämällä kolibakteeriin sopivia geenejä, selluloosa on vielä ratkaisematta.

(YLE tiede, Nature)