Urbana, Champaign’deki Illinois Üniversitesi’nde görevli bilim insanları, tasarlanmış maya kullanarak asetat ve ksilozdan oluşan bitki maddesini tam ve etkili bir şekilde çok değerli biyoürünlere dönüştüren bir biyoişlem geliştirdiler.
Bitki hücrelerine yapılarını veren odunsu materyal lignoselüloz Dünya’da en bol bulunan hammadde ve uzun zamandır yenilenebilir enerji için bir kaynak olarak görülüyor. Lignoselüloz ağırlıklı olarak asetat ve şekerler olan glikoz ile ksiloz içeriyor ve bunların tümü de bozunma sırasında açığa çıkıyor.
Nature Communications’da yayınlanan çalışma, lignoselülozik biyoyakıtların ticarileştirilmesini engelleyen en büyük sorunlardan birini aşmak için uygulanabilir bir yöntem sunuyor.
Araştırmacılardan Yong-Su Jin, “Bu, ksiloz ve asetatın biyoyakıt üretimi için etkili ve tam bir şekilde kullanımını gösteren ilk yöntem,” diyor.
Çalışmada Dallı Darı Bitkisinin Hücre Duvarlarından Elde Edilen Ksiloz ve Asetat Kullanıldı
Araştırmacıların yöntemi, dallı darı bitkisinin hücre duvarlarından elde edilen ksilozu ve asetatı tamamen kullandı ve asetatı istenmeyen bir yan ürün olmaktan çıkarıp onu mayanın hidrosolatlarda bulunan şekerleri dönüştürmekteki etkinliğini artıran değerli bir substrat haline getirdi.
Jin, “Biz toksik ve işe yaramaz olarak görülen bir maddeyi, asetil koenzim A isimli aynı öncü molekülden elde edilen triasetik asit lakton (TAL) ve A vitamini gibi ince kimyasalları ekonomik bir biçimde üretmek için ksilozla birlikte tamamlayıcı bir karbon kaynağı olarak kullanabileceğimizi bulduk,” diyor.
TAL halihazırda petrolün arıtılmasından elde edilen çok yönlü bir platform kimyasalı ve plastiklerin ve gıda bileşenlerinin üretilmesinde kullanılıyor.
Araştırmacılar daha önceki çalışmalarında, Saccharomyces cerevisiae mayasının bir türünü ksilozu hızlı ve etkili bir biçimde tüketecek şekilde tasarlamışlardı.
Ekip yapılan bu çalışmada, S. cerevisiae mayasına ksiloz ve asetat birlikte sağlandığında, bu iki karbon kaynağının iki bileşiğin de etkili bir şekildeki metabolizmasını teşvik eden bir sinerji oluşturduğunu söylüyor. Araştırmacılar ksilozun hücre gelişimini desteklediğini ve asetat asimilasyonu için yeterli enerjiyi sağladığını, bu nedenle de mayanın bol miktarda TAL üretmek için asetatı çok etkili bir şekilde bir substrat olarak metabolize edebildiğini belirtiyorlar.
Ksiloz ve asetatı karbon kaynakları olarak birlikte kullanarak TAL üretimini çarpıcı bir biçimde artırdıklarını (tasarlanmış S. cerevisiae kullanarak önceden bildirilen üretimin 14 katı) belirten araştırmacılar, bu stratejiyi A vitamini üretimi için de kullandıklarını ve stratejinin asetil koenzim A’dan elde edilen diğer çok değerli biyoürünlerin büyük miktarlarda üretimi için olan potansiyelini gösterdiklerini söylüyorlar.
Çalışmanın araştırmacılarından Liang Sun, “Mesele toplumumuzun sürdürülebilirliğiyle ilgili. Bizim sürdürülebilir bir gelecek oluşturmak için bu yararlanılmayan kaynakları tamamen kullanmamız gerekiyor. 50 ya da 100 yıl içinde, günlük hayatlarımız için ihtiyaç duyduğumuz enerji ve materyalleri üretmek adına ağırlıklı olarak bu yenilenebilir ve bol bulunan hammaddelere bel bağlamayı umuyoruz. Hedefimiz bu. Ama şimdilik, biz sadece bunun yavaş yavaş gerçekleştiğinden emin olmak için küçük şeyler yapıyoruz,” diyor.
