Mød Energy Superbugs:Extremophiles

Ekstremofiler er små mikrober, der er i stand til at trives i varme, salte og endda sure eller gasformige miljøer, der ville dræbe andre former for liv. Nu bruger forskere disse hårdføre beboere på havbunden og varme kilder til at producere biobrændstoffer som ethanol mere effektivt og til lavere omkostninger.

Disse varme- og saltelskende mikroorganismer er gode til at nedbryde biologisk materiale som træflis, affaldsafgrøder eller andre former for plantemateriale. De "tager også varmen" bogstaveligt talt, når det kommer til at straffe industrielle processer. Indtil for nylig, forskere har haft problemer med at dyrke disse vildtvoksende ekstremofiler og udnytte deres egenskaber. Men de seneste fremskridt har givet dem mulighed for at gøre dem til biodrevne raffinaderier.

"Jeg tror, ​​de vil være en stor generator for energi i den nærmeste fremtid, "sagde Rajesh Sani, adjunkt i biologisk og kemisk teknik ved South Dakota School of Mines and Technology. "Vi havde nogle problemer i starten, men i de sidste fem år, vi har lært at dyrke dem. Nu samarbejder de og vokser pænt med os. "

Sani fandt en flok unikke ekstremofiler i bunden af ​​de 4, 800 fod dyb Homestake guldmine i bly, S.D. Bakterierne levede i den varme jord og i sprækkerne mellem klipperne i bunden af ​​minen.

"Udenfor sneede det, "Sani husker." Men i bunden af ​​minen var det 40 til 45 grader C (104 til 113 F). Vi sveder. "

Sani og hans kolleger dyrkede Geobacillus -bakterierne og brugte den til at nedbryde majsaffald og snegræs fra fast til flydende ved næsten 160 grader F. Denne gæringsproces har længe været brugt til at producere biobrændstoffer - og øl - men nu kan det være udført i færre trin, bruger mindre vand og mindre reaktorbeholdere forklarede Sani.

"Vi forsøger at fjerne nogle trin for at gøre det mere omkostningseffektivt, "Sagde Sani.

Resultaterne af eksperimentet blev offentliggjort i augustudgaven af ​​tidsskriftet Extremophiles. Hans forskning og snesevis af andre forskere vil blive diskuteret på to store konferencer i denne måned i Yellowstone National Park og ved University of Georgia.

Med bekymringer om fødevaresikkerhed, og nye mandater fra de amerikanske og europæiske regeringer til at bruge flere biobrændstoffer, forskere øger deres bestræbelser på at finde nye måder at gøre plantemateriale til brændstof på. Barny Whitman, en mikrobiolog ved University of Georgia, siger forskere stadig forstår, hvordan ekstremofiler fremstiller enzymer under hårde forhold.

"Ved højere temperaturer (kemiske) reaktioner går hurtigere, og katalysatorerne er mere stabile, "Whitman sagde." Det er generelt billigere at køre (en reaktor) ved høj temperatur frem for lav temp, fordi køling er dyrere og mange af disse reaktioner genererer varme. "

Whitmans forskning er fokuseret på at identificere gamle livsformer kaldet arkæobakterier, der danner metangas. Han mener, at de i sidste ende kan bruges til at gøre spildevand eller kommunalt affald til et brugbart brændstof.

En af pionererne inden for ekstremofil bioteknologi taler også på konferencen i Georgien. Eric Mathur, vicepræsident for forskning hos SG Biofuels i San Diego, isolerede gener fra en bakterie, der vokser på dybhavs hydrotermiske ventilationsåbninger, og derefter overført det genetiske materiale til majsplanter for mere end et årti siden. Nu har han fundet den ultimative ekstremofile - en ørkenbusk kaldet jatropha, hvis frø producerer en forbindelse, der er 40 procent olie. Firmaet har jatropha plantager i Guatemala, Brasilien og Indien og sælger sine jatropha-drevne blandinger til europæiske flyselskaber, der er under pistolen for at køre på biobrændstof.

Mathur sagde, at forskere ville gøre godt i at udvide deres søgning efter biobrændstofproducerende katalysatorer, der er robuste, stabil og kan trives under pres.

"Jeg ser på ekstremofiler som et bredt begreb for at beskrive organismer, der kan overleve under forhold, hvor andre ikke kan, "Sagde Mathur." De planter, vi arbejder med nu, er ekstremofile. Det er skøre planter, der lever uden for vinduet i agerjord. "

• De har ikke brug for ilt eller sollys og kan overleve syrebade og doser af stråling, der ville dræbe andre organismer.
• Med bekymringer om fødevaresikkerhed, og nye mandater til at bruge flere biobrændstoffer, forskere øger deres bestræbelser på at finde nye måder at gøre plantemateriale til brændstof på.
• De biobrændstofproducerende katalysatorer er robuste, stabil og kan trives under pres.