Bakterie żyjące w dużych ilościach w żołądku krowy wytwarzają enzymy, dzięki którym zwierzę może trawić celulozę zawartą w pokarmie roślinnym, na przykład w trawie. Enzymy te przekształcają włókna celulozowe w cukry proste, które mogą być użyte do produkcji etanolu, wykorzystywanego jako paliwo.

W pracy, która ukaże się na łamach “Nature Reviews Genetics”, a została najpierw przedstawiona na 235 mityngu Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego (ACS - ang. American Chemical Society), naukowcy z Michigan State University (USA) piszą, że uzyskali kukurydzę wytwarzającą bakteryjne enzymy w swoich komórkach, dzięki czemu zgromadzona w jej liściach i łodygach celuloza może być przekształcana w użyteczne cukry bez użycia kosztownych syntetycznych związków chemicznych czy enzymów. Oznacza to, że to, co dotychczas było odpadem, może zostać wykorzystane do produkcji biopaliwa. W przemyśle do produkcji biopaliwa wykorzystuje się jedynie ziarno kukurydzy, ale nowe odkrycie amerykańskich naukowców pozwoli wykorzystać całe rośliny, dając więcej etanolu niższym kosztem.

Do przekształcenia celulozy w cukry proste niezbędne są trzy enzymy. Otrzymana odmiana kukurydzy, nazwana Spartan Corn III, posiada je wszystkie i opiera się na wcześniej stworzonych odmianach. Pozostałe dwa enzymy pochodzą od żyjących w gorących źródłach bakterii oraz od grzyba. Otrzymanie najnowszej odmiany wymagało całego szeregu modyfikacji: należało nie tylko tak przekształcić geny mikroorganizmów, aby ich ekspresja prawidłowo i na należytym poziomie zachodziła w roślinie, ale również sprawić, aby enzymy powstawały w odpowiednim miejscu komórki, żeby roślina nie strawiła sama siebie. Naukowcy uznali, ze idealnym miejscem docelowym dla tych białek będzie wakuola, struktura pełniąca funkcję m.in. komórkowego śmietnika, którego zawartość jest bezpiecznie oddzielona od reszty komórki. Enzymy uwalniane są z niej już po zebraniu roślin. Wakuole występują jedynie w zielonych częściach roślin, a więc enzym zostanie zgromadzony w liściach i łodydze, natomiast nie będzie go w ziarnach, pyłku ani korzeniach kukurydzy.

Marta Warsińska

źródło: Msu.edu, BiologyNewsNet, “Cow stomach holds key to turning corn into biofuel”