Учёным удалось получить 580 мг бензина с одного литра питательной среды с бактериями. Топливо было получено путём конверсии жирных кислот.

На протяжении многих десятилетий мы полагаемся на ископаемые ресурсы, используя их с целью производства жидких топлив: бензина, дизельного топлива — многих промышленных и бытовых химических средств, используемых людьми повседневно. Однако увеличение потребления природных ископаемых ресурсов, экологические проблемы, включая глобальное потепление, породило необходимость поиска новых способов получения топлива и различных химических веществ.

Бензин — нефтяной дериват, который широко используется в качестве топлива для транспортных средств, представляет собой смесь из углеводородов и специальных добавок. Углеводороды бензина — это алканы (построены они атомами углерода и водорода).

Бензин содержит набор алканов с разветвлёнными и неразветвлёнными цепями длиной в 4–12 атомов углерода, последовательно соединённых друг с другом углерод-углеродными связями.

Ранее с помощью изменения обмена веществ Escherichia coli (E. coli) были получены определённые результаты, касающиеся синтеза длинноцепочечных алканов (13–17 атомов углерода).

Однако информации о возможности продукции микроорганизмами короткоцепопченых алканов до сих пор не появлялось.

В статье (под названием «Микробный синтез короткоцепочечных алканов» [«Microbial Production of Short-chain Alkanes»]), опубликованной на веб-страницах журнала Nature, учёные из Кореи, которыми руководил Сань Яп Ли (Sang Yup Lee, заслуженный профессор, сотрудник кафедры химической и биомолекулярной инженерии Корейского ведущего научно-исследовательского института [KAIST]), сообщили о разработке новой стратегии микробного синтеза бензина, при которой происходит модификация обмена веществ бактерий E. coli.

Учёные из Кореи модифицировали метаболизм жирных кислот таким образом, чтобы вырабатывались производные жирных кислот, которые являются более короткими по сравнению с нормальными жирными кислотами межклеточного пространства. После они использовали сконструированный ими путь метаболизма для биосинтеза короткоцепочечных алканов. Изыскания учёных позволили создать штамм E. coli, производящий бензин.

Более того разработка специалистов из Кореи при желании может быть изменена таким образом, чтобы синтезировать другие продукты.

В своей статье корейские учёные описывают используемые ими стратегии для скрининга ферментов, связанных с продукцией жирных кислот, разработки ферментов и пути биосинтеза жирных кислот для концентрирования выработки углерода с целью продукции короткоцепочечных жирных кислот, конверсии короткоцепочечных жирных кислот в соответствующие им алканы (бензин) путём применения разработанного пути биосинтеза и оптимизации условий культивирования.

«Это лишь начало работы, направленной на создание экологически безопасного способа получения бензина. Выявляемый титр невысок по причине низкой выработки углерода, благодаря которой происходит образование короткоцепочечных жирных кислот и их производных. В настоящее время мы работаем над увеличением титра, объёма и качества получаемого биобензина. Тем не менее, мы рады сообщить о первом успешном синтезе бензина с помощью бактерий E. coli, обмен веществ которых был изменён» — говорит профессор Сань Яп Ли.

По его словам, учёные надеются, что полученные ими результаты станут основой для дальнейших работ, направленных на модификацию метаболизма бактерий с целью получения топлива и важных химических соединений из возобновляемых источников.