«Вместо того, чтобы выбрасывать отходы, вы превращаете их во что-то, что вам нужно», — сказала Людмила Аристильде, доцент кафедры биологической и экологической инженерии. «Чтобы заставить микробы выполнять нашу работу, нам нужно было выяснить, как они работают, их метаболизм».В этом проекте Аристильда сотрудничала со своим коллегой Ларсом Ангенентом, профессором биологической и экологической инженерии.
Она объяснила: «Группа Angenent взяла отходы и превратила их в полезный продукт».Исследователи выяснили, что для производства биотоплива из неорганического газообразного промышленного мусора бактерия Clostridium ljungdahlii реагирует термодинамически, а не генетически, в процессе настройки благоприятных ферментативных реакций.
По словам Ангенента, научного сотрудника Корнельского центра Аткинсона за устойчивое будущее, ферментация синтетического газа — или синтез-газа — становится ключевым биотехнологическим решением, поскольку предприятия промышленного масштаба стремятся производить этанол из потоков газообразных отходов. Ученые стремились понять физиологическую природу процесса: «Эти открытия важны для сообщества, занимающегося ферментацией синтез-газа, чтобы разработать будущие стратегии по улучшению производства», — сказал Ангенент.Ученые обнаружили, что микроб питается угарным газом, а затем сбраживает его. «Когда я ем пищу, я получаю энергию из пищи, метаболизируя ее», — сказал Аристильда, научный сотрудник Аткинсона. «Микробы такие же.
С точки зрения биоструктуры, бактериальные клетки испытывают недостаток питательных веществ, поэтому они реагируют метаболически, что приводит к желаемому результату — производству этанола».Чтобы заставить микроб ферментировать окись углерода, ученые «барботируют его в растворе питательной среды», объясняет Ангенент, где клетки могут питаться им. Ангенент сказал, что газообразный оксид углерода, выделяемый в качестве побочного продукта тяжелой промышленности, такой как процесс коксования угля при производстве стали, потенциально может быть направлен в биореакторы, содержащие эти бактериальные клетки.Аристильда сказал: «Затем микробные клетки превращают его в этанол, органическую молекулу.
А монооксид углерода, неорганическая молекула, превращается во что-то ценное, что мы можем использовать. Это то, что делает это особенным».Исследование «Производство этанола в синтез-газе Clostridium ljungdahlii контролируется термодинамикой, а не экспрессией ферментов» было опубликовано в майском выпуске журнала Energy and Environmental Science за 2016 год и финансировалось Национальным научным фондом, Немецким исследовательским фондом, филантропом.
Йосси Холландер и Фонд благотворителей.