據美國科學網報道,科學家發現一種皮膚病(jungle rot)病菌能有效地分解纖維素,將成為未來生物燃料商業開發的關鍵。
乙醇是普遍的生物燃料,它主要是由谷物、甘蔗和其它莊稼加工而成的。當然,它也可以由纖維素加工制成。纖維素是樹干、樹皮和其它植物部分的一種長鏈分子。可是,要生產乙醇,得將纖維素分解成可發酵的糖,這就需要特殊的酶――纖維素酶。
目前生物燃料公司主要是從里氏木霉(Trichoderma reesei)中獲得纖維素酶。里氏木霉就是二戰時期引發的的濕熱氣侯所引起的皮膚病(jungle rot)的病根。此綠色霉菌在南太平洋大肆吞噬軍用帳篷和*。
美國國家可再生能源實驗室的邁克爾•希梅爾說:“里氏木霉是生產商業纖維素酶的*微生物。”為了減少生產纖維素酶的成本,由美國能源部的聯合基因學會組織的一支科學家小組,目前已經對所羅門島上的里氏木霉進行了DNA排序,他們希望其遺傳信息能改良里氏木霉,使其比現在能更加有效地出產纖維素酶。
雖然生物燃料因近導致糧食價格上升和可能破壞環境而名聲不好,但這主要是因為乙醇多是從谷物而不是其它非糧食資源加工而來的。如果是從纖維素加工而來的,這就對糧食價格的影響會減小,因為纖維素來源廣泛,不需糧食作物,可從草或玉米桿之類的植物中獲得。而且,研究還表明,來自非食用植物的乙醇排放的碳比玉米乙醇少,碳足跡低。
盡管如此,如今美國大多數乙醇都是由玉米生產的,部分原因是因為纖維素太難分解了。
科學家發現只有某些微生物能降解纖維素獲得能源,但從這些微生物中提取纖維素酶很昂貴。2001年,生產1加侖乙醇所需的纖維素酶的成本是5美元多,這還不包括微生物本身的成本。從此,生物技術研究使這一成本下降了不到20美分。因此,現在得大大降低成本才能讓消費者享用經濟實惠的生物燃料。
科學家表示,目前的關鍵工作就是要改良里氏木霉,以提高纖維素酶的性能。終,聯合基因學會的研究人員對里氏木霉排列出了3400萬對堿基。此小組驚訝地發現,里氏木霉產酶基因的數量比其它類似的真菌要少得多。
負責此項研究的聯合基因學會的迪戈•馬丁茲說:“我們知道里氏木霉是的大量降解酶的生產者,但我們驚訝地發現它只生產很少種類的酶,這表明其蛋白質分泌系統異常有效。”馬丁茲及其同事將此研究成果發表在出版的《自然-生物技術》雜志上。
他們在論文中寫道,這種產酶基因扎堆的方式還可以解釋里氏木霉為何能如此快速地降解植物材料的原因。馬丁茲說:“此新基因圖譜將讓生物技術公司利用遺傳技術使里氏木霉能生產更好更多的酶。”