Исследователи из Joint BioEnergy Institute (JBEI), финансируемого Министерством энергетики США, «научили» кишечную палочку (Escherichia coli) не только перерабатывать прутьевидное просо в биотопливо, но и делать это без помощи ферментов.

Два основных этапа при производстве биотоплива - это деполимеризация (расщепление растительных полисахаридов - целлюлозы и гемицеллюлозы) и ферментация (брожение образовавшихся углеводов). Джей Кислинг (Jay Keasling), руководитель исследования, поясняет, что объединение этих этапов в один позволит избежать введения дорогостоящих ферментов и значительно снизить себестоимость топлива.

Извлечение целлюлозы и гемицеллюлозы из растительной биомассы отчасти осложняется тем, что они «замурованы» в массе твердого лигнина. Один из подходов, применяемых в JBEI для извлечения полисахаридов - предварительная обработка растительной биомассы ионной жидкостью. После этого растворенная биомасса становится пищей для генетически модифицированных микроорганизмов, которые не только расщепляют цепочки полисахаридов на более мелкие фрагменты - олигосахариды, но и перерабатывают полученные углеводы в топливо.

Обычно кишечная палочка отказывается употреблять в пищу прутьевидное просо (Panicum virgatum), но изменения в геноме заставили бактерий пересмотреть свои гастрономические предпочтения. Новые штаммы экспрессируют ферменты, позволяющие усваивать целлюлозу и гемицеллюлозу. В зависимости от метаболического пути (последовательности реакций обмена веществ) «на выходе» у различных штаммов бактерий может получаться «растительный» заменитель бензина, дизельного или ракетного топлива.

Соавтор исследования Георгий Бокинский акцентирует внимание на предварительной обработке материала с помощью ионной жидкости. Он утверждает, что оптимизация этого процесса позволит «скормить» генетически модифицированным бактериям практически любую растительную биомассу.