Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

17.4C: Геноміка та біопаливо

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    4633

    • Boundless
    • Boundless
    \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Мікробна геноміка може бути використана для створення нового біопалива.

    Цілі навчання
    • Поясніть процес створення нового біопалива за допомогою мікробної геноміки

    Ключові моменти

    • Мікроорганізми можуть кодувати нові ферменти і виробляти нові органічні сполуки, які можна використовувати в якості біопалива.
    • Геномний аналіз гриба Pichia дозволить оптимізувати його використання при ферментації етанольного палива.
    • Аналіз мікробів в задній кишці термітів виявив 500 генів, які можуть бути корисні при ферментативному знищенні целюлози.
    • Генетичні маркери були використані в криміналістичному аналізі, як у 2001 році, коли ФБР використовувало мікробну геноміку для визначення конкретного штаму сибірської виразки, який був знайдений в декількох шматках пошти.
    • Геноміка використовується в сільському господарстві для розвитку рослин з більш бажаними ознаками, такими як стійкість до посухи та хвороб.

    Ключові умови

    • відновлюваний ресурс: природний ресурс такий, що він поповнюється природними процесами зі швидкістю, порівнянною з його швидкістю споживання людьми чи іншими користувачами
    • біопаливо: будь-яке паливо, яке отримують з відновлюваного біологічного ресурсу

    Знання геноміки мікроорганізмів використовуються для пошуку кращих способів використання біопалива з водоростей і ціанобактерій. Основними джерелами палива сьогодні є вугілля, нафта, деревина та інші рослинні продукти, такі як етанол. Незважаючи на те, що рослини є поновлюваними ресурсами, все ще існує потреба в пошуку альтернативних відновлюваних джерел енергії для задоволення потреб нашого населення в енергії. Мікробний світ є одним з найбільших ресурсів для генів, які кодують нові ферменти і виробляють нові органічні сполуки, і він залишається значною мірою невикористаним.

    Для розщеплення мікробної біомаси вже визначено багато кандидатів. До них відносяться види Clostridia за здатність деградувати целюлозу, і гриби, що виражають гени, пов'язані з розкладанням найбільш непокірних особливостей клітинної стінки рослини, лігнін, фенольний «клей», що просочує рослині структурну цілісність і стійкість до шкідників. Гриб білої гнилі Phanerochete chrysosporium виробляє унікальні позаклітинні окислювальні ферменти, які ефективно руйнують лігнін, отримуючи доступ через захисну матрицю, що оточує целюлозні мікрофібрили клітинних стінок рослин.

    Інший гриб, дріжджі Pichia stipitis, ферментує п'ятивуглецевий «деревний цукор» ксилозу, рясну в листяних порід деревини та сільськогосподарських залишках врожаю. Нещодавно секвенований геном Піхії виявив уявлення про метаболічні шляхи, відповідальні за цей процес, керуючи зусиллями щодо оптимізації цієї здатності у штамах комерційного виробництва. Pathway Engineering обіцяє виробляти більш широкий спектр організмів, здатних ферментувати повний репертуар цукрів, отриманих з целюлози та геміцелюлози, і переносити більш високі концентрації етанолу для оптимізації виходу палива. Наприклад, вміст задньої кишки власного біореактора природи, терміту, дало понад 500 генів, пов'язаних з ферментативною деконструкцією целюлози та геміцелюлози.

    зображення
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Терміти: Біореактори природи: Задня кишка терміту дала понад 500 генів мікробів, пов'язаних з ферментативною деконструкцією целюлози.

    Внески та віднесення