Ученые из университета Айовы с помощью генной инженерии смогли увеличить выход биомассы водорослей более чем на 50%. Это открывает новые перспективы в производстве белка и биотоплива из дешевого возобновляемого сырья.

Прорыва в производительности плантаций водорослей удалось добиться благодаря усилению экспрессии определенных генов, усиливающих фотосинтез растений, что позволяет увеличить выход биомассы.

Благодаря сочетанию двух генов, которые увеличивают преобразование углерода в органические вещества, ученые смогли увеличить количество бимомассы, производимой водорослями, на 50% и даже 80%, по сравнению с производительностью естественных немодифицированных водорослей.

Рис. 1. Автор открытия профессор Мартин Спалдинг считает, что новая генная модификация водорослей открывает большие перспективы для производства биотоплива.

В природе рост водорослей ограничен из-за того, что в атмосфере содержится недостаточное для буйного роста количество углекислого газа. Поэтому в средах с относительно низким уровнем CO₂ (в том числе и в атмосфере) «включаются» два гена (LCIA и LCIB), которые помогают водорослям захватить из атмосферы больше углекислого газа и поддержать жизнедеятельность клетки. Однако в средах с высоким уровнем углекислого газа водоросли получают достаточное количество CO2 и данные гены отключаются.

Ученые заставили гены LCIA и LCIB работать вне зависимости от концентрации углекислого газа, что сразу же ускорило рост биомассы. Исследователи ожидали увидеть рост выхода биомассы на 10–20%, что уже неплохо. Но результат намного превзошел их ожидания: в отдельных случаях выход биомассы увеличился на 80%.

Пока ученые не знают каким образом гены LCIA и LCIB работают вместе, и как они увеличивают усвоение СО₂ водорослями.

Однако это не мешает применить открытие американских ученых в производстве дешевого биотоплива и белковой массы, которую можно использовать в качестве корма в сельском хозяйстве. В США производство биотоплива из водорослей считается очень перспективным направлением, которое, в частности, осваивается военной и гражданской авиацией.