Bakterie z Yellowstonu vyrobí biopaliva

V roce 2010 popsal tým amerických mikrobiologů vedených Jamesem Elkinsem z Oak Ridge National Laboratory zvláštní bakterii. Nebyla velká rozměry. Na délku měřila jen dvě tisíciny milimetru a na šířku ještě desetkrát méně. Vynikala však odolností k vysokým teplotám. Nejlépe se jí vedlo ve vodě horké 78°C, ale snesla i teploty kolem 85°C. Není divu. Jejím domovem je horké vřídlo Obsidian Pool v Yellowstonském národním parku. Laboratorní výzkum odhalil u bakterie ještě jednu podivuhodnou vlastnost. Umí dokonale rozkládat rostlinnou hmotu. Energii a živiny získává destrukcí jakéhokoli rostlinného materiálu, který do horkého pramene spadne.

Yellowstone Gate|foto: Creative Commons Attribution 3.0 Unported, Daniel Mayer

V bakterii s vědeckým názvem Caldicellulosiruptor obsidiansis vidí vědci příslib pro levnou masovou produkci biopaliv z biomasy. V současnosti je etanol pro pohon motorů vyráběn tak, že se složité cukry polysacharidy z biomasy vystavují účinku různých enzymů a ty je rozkládají na stále jednodušší molekuly. Když jsou polysacharidy proměněny na jednoduše zkvasitelné cukry, zapojí se do procesu kvasinky, které cukry fermentují na etanol. Výroba biolihu má řadu dílčích kroků, které celý proces komplikují a prodražují.

Horký pramen v Yellowstonském národním parku|foto: yellowstone-natl-park.com , Creative Commons Attribution 3.0 Unported

Snem výrobců biolihu je „jednohrncová“ metoda, kdy se reakční nádoba naplní biomasou a mikroby, kteří pak rozbijí složité polysacharidy a samy je nakonec zkvasí. Zjednodušeně řečeno, do reaktoru se naloží mikrobi s dřevem nebo trávou a teče z něj etanol. Caldicellulosiruptor obsidiansis se nabízí jako průvodce na cestě za splněním tohoto snu. Zatím jsou vědci na začátku. V experimentu, jehož výsledky zveřejnil časopis Journal of Proteome Research, předkládali bakterii stále „tužší sousta“. Začali jednoduchými cukry, pokračovali cukry složitými a hůře stravitelnými a skončili hrubou biomasou travin. Po naservírování nového „chodu“ sledovali, které další enzymy bakterie využívá a které geny aktivuje pro jejich výrobu. Získali tak velmi dobrý přehled o sortimentu enzymů, jež by našly uplatnění při „jednohrncové“ výrobě biolihu.

Archea obývají extrémní prostředí, např. horká vřídla (Grand Prismatic Spring, Yellowstone N.P.)|foto: National Park Service images, Jim Peaco