Ta pozornie szkodliwa bakteria została również „zaprzęgnięta” do produkcji paliwa. Profesor Jay Keasling z University of California, Berkeley, wraz z kolegami, zmodyfikował genetycznie E.coli. Zostały stworzone mikroorganizmy które produkują biodiesel z biomasy. Dzięki modyfikacją możemy otrzymać czysty olej napędowy, bez żadnych „zanieczyszczeń”. Jest to bardzo ważne choćby z ekonomicznego punktu widzenia. Z cukrów, bakterie produkują oleistą ciecz, która unosi się na powierzchni więc nie ma konieczności destylacji czy stosowania jakiegoś innego procesu oczyszczania.

Dzięki zaimportowaniu genów od innych mikroorganizmów możliwe jest wytwarzanie enzymów rozkładających celulozę. Dawcami genów są Clostridium stercorarium i Bacteroides ovatus – bakterie które żyją w glebie i w wnętrznościach zwierząt roślinożernych. Następnie zespół tak zmodyfikował pałeczkę okrężnicy, żeby ta wytwarzała enzymy wyżej wymienionych bakterii. Całość modyfikacji prowadzi do rozłożenia celulozy do cukrów prostych, pochodzenia roślinnego, i dalej przekształcenia na olej napędowy i węglowodory.

    Proces ten jest idealny do produkcji węglowodorów zawierających co najmniej 12 atomów węgla – diesel, paliwo lotnicze czy nafta. Niestety nie można jeszcze, zrobić krótszych, rozgałęzionych łańcuchów węglowodorów jak np. C8, które zawiera benzyna. „Są inne metody żeby zrobić benzynę. Pracujemy nad tymi technologiami”, mówi Keasling.

    Wg wyliczeń Keslinga, zasianie powierzchni 40,5 milionów hektarów (czyli 405 000 km2, Polska ma ponad 312 000 km2) azjatycką trawą Miscanthus giganteus, sięgającą ponad 3 metry wysokości, może wystarczyć do produkcji odpowiedniej ilości paliwa, żeby zaspokoić potrzeby USA. Oczywiście tę biomasę przerabiałaby specjalnie zmodyfikowana bakteria.

Escherichia coli to dobry kandydat do tego typu procesów. Gram-ujemna bakteria żyjąca w naszym przewodzie pokarmowym spełnia tutaj pożyteczną rolę. Przyczynia się do produkcji witamin z grupy B i K. Uczestniczy w rozkładzie jedzenia.
Niestety pałeczka okrężnicy może być też chorobotwórcza dla człowieka. Występuje w wodzie i glebie gdzie dostaje się razem z kałem. Jest wskaźnikiem zanieczyszczenia wody (miano Coli). Ma bardzo szybki wzrost w stosunku do innych organizmów oraz dużą odporność na detergenty. Łatwość modyfikacji pozwala przekształcić ją w fabrykę do produkcji dowolnej substancji organicznej.

Idea jest bardzo prosta: produkcja partii biopaliwa z jednej koloni bakterii dzięki jej systemowi adaptacji do danego środowiska. Po całym procesie mikroorganizmy są po prostu utylizowane, a nowa partia zaczyna się od świeżej kolonii. Wg Keslinga „to zmniejsza mutacje wynikające z ciągłości procesu”. Zespół pomyślał też nad bezpieczeństwem środowiska naturalnego w przypadku gdy mutant wydostanie się na zewnątrz. Modyfikacje polegają na usunięciu kluczowych procesów metabolicznych tak żeby na „wolności” nie miał szans.

Na razie ten mutant ma małą wydajność – 10% teoretycznie zakładanej. Kesling chce osiągnąć poziom 80-90% przerobu cukru na paliwo, żeby to było komercyjnie opłacalne.

Zakres zastosowań E. coli jest bardzo szeroki. Chyba codziennie ktoś ma nowy pomysł ma modyfikacje genetyczną tej bakterii. Może już jutro usłyszymy o kolejnych?

Więcej informacji na www.scientificamerican.com

Opracował Łukasz Gąsiorowski