W tym celu, naukowcy, wyhodowali odmianę kukurydzy, która za sprawą genetycznych manipulacji produkuje specjalny enzym, zdolny zamienić włókna roślinne, zbudowane z celulozy, na cukry proste. A te ostatnie mogą już służyć jako paliwo dla silników spalinowych.

Reklama

W chwili obecnej większość etanolu używanego jako biopaliwo uzyskuje się z przetwarzania ziaren kukurydzy. Są one dobrym surowcem, gdyż zawierają dużą ilość skrobi, dającej się stosunkowo łatwo przerobić na etanol.

W podobny sposób można też wykorzystać pozostałe części rośliny – liście i łodygi, ale trzeba je moczyć w kosztownych roztworach zawierających enzymy rozkładające celulozę. Tymczasem w odmianie kukurydzy zaprojektowanej przez zespół z Michigan, pod kierunkiem prof. Mariam Sticklen taki enzym, czyli enzym endocelulazy, jest już wbudowany w komórkę roślinną.

Udało się to osiągnąć dzięki zabiegom inżynierii genetycznej. Do DNA kukurydzy wprowadzono gen odpowiedzialny za produkcję endocelulazy. Wcześniej gen ten wyizolowano z genomu pewnej bakterii żyjącej w żołądku krów z południowej Afryki. Dzięki takim właśnie mikrobom zamieszkującym tzw. żwacz, czyli pierwszy z dwóch krowich żołądków, zwierzęta te mogą trawić swój pokarm: włókna roślinne.

Pozyskany z DNA bakterii gen został poddany licznym manipulacjom genetycznym. Umożliwiły one zwiększenie produkcji enducelulazy. Następnie naukowcy umieścili ten obcy gen w określonym, pożądanym miejscu genomu kukurydzy.

Dzięki temu, wytwarzanie enzymu zachodziło jedynie w zielonych częściach rośliny: łodygach i liściach, a nie w ziarnie. Enducelulaza wydzielana jest w tzw. wakuolach lub wodniczkach - organellach komórkowych, gdzie przechowywane są komórkowe "śmieci" m.in. niepotrzebne produkty przemiany materii. Tak zamknięta "czeka", aż cała kukurydza zostanie ścięta i przetworzona.

Naukowcy z Michigan nazwali swoją kukurydzę Spartan Corn III (Spartańska Kukurydza III – spartańska od uczelnianej maskotki Sparty’ego, która ma postać Spartanina). Numer porządkowy trzy wynika stąd, że jest to już trzecia wersja tej kukurydzy. Każda z poprzednich dwóch też była wynikiem biotechnologicznych manipulacji prowadzących do mariażu genów z wielu różnych organizmów.

Reklama

W pierwszej wersji Spartana z 2007 r. wprowadzono do rośliny gen uzyskany od mikroba żyjącego w gorących źródłach. Produkowany przezeń enzym, tnie łańcuch celulozy złożony z tysięcy połączonych ze sobą jednostek glukozy na mniejsze odcinki.

W wersji numer dwa dodano gen pozyskany z pewnego grzyba. Pod jego wpływem fragmenty łańcucha celulozy dzielone są na tzw. dwucukry - pary cząsteczek monosacharydów. Włączenie kolejnego obcego genu do DNA kukurydzy Spartan Corn III pozwala rozbić te dwucukry na cukry proste, które bardzo łatwo fermentują i dają etanol - poszukiwane na rynku biopaliwo.

Takie paliwa uzyskiwane z przetwarzania roślinnych surowców są szansą na uniezależnienie się od nieodnawialnych paliw kopalnych - głównie ropy naftowej. Te ostatnie nie dość, że wcześniej czy później ulegną wyczerpaniu, to na dodatek są coraz droższe. Jednak pytanie, czy biopaliwa są w pełni „zielone”, wciąż budzi kontrowersje.

Podczas ich spalania uwalnia się co prawda mniej dwutlenku węgla niż w przypadku benzyny, czy ropy. Jednak w wielu krajach świata zapotrzebowanie na biopaliwa prowadzi do wycinania puszcz pod uprawy roślin, co w sumie sprawia, że do atmosfery wędruje ogromna ilość CO2. Wydaje się jednak, że w dłuższej perspektywie moda na biopaliwa wygra.