23 ноября 2012
Американские и израильские биотехнологи проследили в режиме реального времени за тем, как ферменты грибов и бактерий разлагают волокна целлюлозы — основы растительной биомассы, и пришли к выводу, что грибы справляются с этой задачей быстрее и эффективнее, чем их конкуренты.
Группа ученых под руководством Ши-Ю Дина из Национальной лаборатории возобновляемой энергии в городе Голден (США) проследила за тем, как грибы разлагают волокна целлюлозы, и опубликовала результаты своей работы в статье в журнале Science.
Как отмечают биотехнологи, грибы принадлежат к небольшому и закрытому «клубу» организмов, способных разлагать целлюлозу — основной компонент древесины, не прибегая к помощи бактерий. Геном грибов содержит в себе «инструкции» по синтезу ряда уникальных ферментов, способных расщеплять макромолекулы целлюлозы на относительно короткие цепочки.
Дин и его коллеги предположили, что эти вещества могут поспорить в эффективности с аналогичными расщепителями целлюлозы, которые используют «топливные» бактерии. Они проверили эту гипотезу при помощи особого набора из нескольких электронных микроскопов, позволявших следить за реакциями разложения целлюлозы в режиме реального времени.
В качестве подопытных ученые избрали двух представителей соперничающих царств живых существ — бактерию Clostridium thermocellum и гриб Trichoderma reesei. По словам биологов, эти организмы придерживаются совершенно разные стратегии разложения целлюлозы. Авторы статьи проверили их работу в действии, испытав экстракты ферментов бактерий и грибка на кусочках растительной биомассы. Как и ожидали исследователи, ферменты грибов и бактерий плохо справлялись с разложением образцов целлюлозы со значительными вкраплениями волокон лигнина. С другой стороны, в чистых кусочках растительной биомассы наблюдалась совершенно иная картина — грибной экстракт быстрее всего разлагал целлюлозу на меньшие фрагменты. Как утверждают ученые, грибные целлюлазы примерно в пять раз быстрее расщепляли цепочки биополимера, чем это делали их бактериальные конкуренты.
