Suspicions of bacteria’s role in rotting wood finally proven — ABC Chemicals


Давно подтвержденная давняя гипотеза о том, что бактерии, а не только грибы, участвуют в разложении лигнина, жесткого структурного компонента древесины, наконец была подтверждена. Работа может помочь раскрыть экономический потенциал лигнина, позволяя превращать эти сложные органические полимеры в полезные химические вещества.

Команда из Университета Британской Колумбии, Канада, использовала новую смесь исследования стабильных изотопов и метагеномики. Маркируя несколько синтетически полученных субстратов древесной биомассы, включая лигнин, изотопом углерода, исследователи обнаружили, какие почвенные микробы включили метку в их ДНК, упорядочив их. Они смогли подтвердить свою роль в разложении, одновременно идентифицируя бактерии и вовлеченные ферменты. Этот метод позволяет обойтись без культивирования бактерий, что является давним барьером для идентификации бактерий.

«В литературе в течение достаточно долгого времени возникали разногласия относительно того, насколько важными могут быть бактерии», — говорит автор исследования Уильям Мон. Роль бактерий в разложении лигнина подозревается с 1970-х годов, но из-за своей сложной структуры нормальные экспериментальные методы оказались трудными. Тем не менее, этот новый подход Мона и его коллег показал, что бактерии из семей Comamonadaceae а также Caulobacteraceae участвуют в деградации лигнина и что большинство видов являются узкоспециализированными, часто включающими только одну метку из одного полимера лигнина.

Для Мона мотивация для этого исследования — это, прежде всего, интерес к экологии почвы, а также применение биотехнологий. «Бактериальные ферменты имеют много преимуществ в биотехнологических применениях, и может быть гораздо более практичным использовать бактериальные ферменты, чем грибковые, для расщепления лигнина».

Лигнин трудно разрушить, и сейчас его потенциал в значительной степени упущен. Все это может измениться, объясняет Мона, «если мы сможем создать бактерии для превращения лигнина в химические вещества, вся концепция биоперерабатывающего завода станет более экономически жизнеспособной и экологически устойчивой». После разложения лигнина его можно использовать для производства многих продуктов, производимых в настоящее время из нефти. Разблокировка этих молекул затем заменяет нефть и уменьшает зависимость от ископаемого топлива.

В настоящее время Мона работает над выделением и тестированием промышленного применения новых найденных ферментов, но результаты также волнуют экологов почвы, заинтересованных в круговороте углерода. «Если мы хотим нацелиться на выбросы углекислого газа, нам действительно необходимо понять естественный углеродный цикл, в котором земное разложение является важным фактором», — говорит Кате Тодд-Браун, вычислительный биогеохимик из Университета Уилфрида Лорье в Канаде. Она добавляет, что эти результаты могут быть использованы в моделях разложения для их улучшения. Зная, что разрушает то, что в почве, «надеюсь, это поможет нам лучше спроектировать, как поток углекислого газа будет выделяться из почвы при различных условиях», — говорит Браун.

Исправление: членство Кэтт Тодд-Браун было обновлено 5 декабря 2018 года, так как она больше не в PNNL







Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *