Генные инженеры выводят растения, которые станут энергоносителями будущего.
Спирт растительного происхождения все активнее вступает в конкурентную борьбу с бензином. Энергоотдача растений пока невелика. Чтобы ее увеличить и выявить другие полезные свойства растений, генная инженерия ставит перед собой новые задачи.
Растительный этанол может применяться вместо бензина или в смеси с ним, пишет gzt.ru. Если соотношение биоэтанола и бензина в топливе составляет один к девяти, то его можно заливать в любой автомобиль уже сегодня, причем цены на биоэтанол постепенно снижаются благодаря достижениям генных инженеров, внедряющих новые сорта растений, а также инновациям, удешевляющим производство спирта.
Даже заядлые критики перехода на биоэтанол признают его сильную сторону — экологическую безвредность. Ведь в основе его производства лежит сбраживание сахара, например, в зерне. К тому же растения до переработки их в этанол абсорбируют углекислый газ. «Трудно противиться технологии, которая помогает спасти планету», — говорится в редакционной статье журнала Nature Biotechnology.
Но чтобы биоэтанол стал настоящей альтернативой бензину, ученые должны видоизменить растительное сырье (сахарный тростник, кукурузу, рапс, пшеницу и т.д.), повысить его энергоотдачу с каждого гектара посевов. Пока она невелика. В докладе министерства энергетики США говорится, что даже если всю американскую пшеницу пустить на производство этанола, то полученный объем биотоплива сможет заменить лишь 15% потребляемого в стране бензина.
Вопрос в том, каким способом перерабатывать целлюлозу, чтобы освобождать энергию сахара. На современном производстве человек просто добавляет в целлюлозу ферменты — амилазы, способствующие переработке сахаров. Генетики хотят добиться того, чтобы ферменты уже находились в самом растении, которое будет перерабатываться на сырье. «Изменив структуру клетки растения, можно получить из нее полноценный организм, способный размножаться. Все успехи генной инженерии основаны на этом свойстве растений», — поясняет замдиректора Центра «Биоинженерия» РАН Дмитрий Дорохов.
Ученые намерены имплантировать в растение ген амилазов, позаимствованный из ДНК архибактерий — примитивных одноклеточных организмов, обитающих в горячих источниках. «Поскольку фермент термозависим, он выдерживает нагрев в термических реакторах и начинает индуцироваться, перерабатывая целлюлозу в сахар», — уточняет Дорохов.
Специалисты американской компании Syngenta поставили перед собой задачу уже к 2008 году вывести кукурузу с имплантированным геном амилазов. Syngenta утверждает, что модифицированная кукуруза безопасна для здоровья человека и животных и что аналогичные ферменты входят в состав слюны. Однако активисты группы «Центр в защиту пищевой безопасности» в Вашингтоне указывают, что данный фермент недостаточно изучен и может вызывать аллергию. Они призывают отказаться от эксперимента.
Еще одна цель, поставленная американскими генетиками, — уменьшить содержание в кукурузе, идущей на биоэтанол, лигнина — вещества, которое вызывает одревеснение растений, делает их твердыми и устойчивыми. Лигнин затрудняет превращение растительной целлюлозы в этанол. Каким образом будет происходить гидролиз целлюлозы при пониженном содержании лигнина, пока не сообщается.
И опять экологи против: растения, измененные человеком, вернутся в природу и начнут распространяться. И тогда мы станем свидетелями того, как из-за недостатка лигнина будут падать целые леса.
Дмитрий Дорохов считает, что борцы за природную чистоту правильно обращают внимание ученых на возможный риск. Но биолог отмечает, что в открытые системы выпускают только те растения, чья биобезопасность тщательно проверена. «Растения, получаемые в лабораториях, не предназначены для коммерциализации. В рамках научного проекта человек получает растение с нужными для него свойствами. Этот процесс связан с приобретением сотен тысяч трансформантов, но из них отбираются единицы, максимально сходные с изначальным растением. Потом начинаются испытания нового образца на биобезопасность — как оно будет функционировать не в лаборатории, а в открытых системах. Этот процесс более длительный и дорогостоящий, чем само получение нового растения. При этом каждое изучается отдельно. И только после этого растению выдается сертификат о том, что оно биологически безопасно и можно начинать его коммерциализацию», — поясняет Дорохов.
Есть и еще один способ получения биотоплива — из масла растений, например рапса или сои. По данным Американской академии наук, эффективность биотоплива, получаемого из масла, пока превышает эффективность его аналога из спирта. Сейчас Европа ставит задачу довести объем масла в дизельном топливе до 15%.
При переходе на биотопливо людям нужны будут огромные площади, которые займут будущие энергоносители. Их придется вывести из севооборота. Чтобы избежать острого недостатка в зерновых культурах, предлагается использовать растительные отходы — кору, солому и т.д.
