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見つかった酵素がバイオ燃料の問題を解決する

18.08.2013

科学者たちは、植物材料からのバイオ燃料の生産を数倍増加させる酵素を発見しました。おそらく、この発見により、再生可能燃料は石油に匹敵するものになるでしょう。

VIB とゲント大学 (ベルギー)、ダンディー大学 (英国)、ジェームズハットン研究所 (英国)、ウィスコンシン大学 (米国) の国際科学者チームは、リグニン生合成のプロセスに関与する新しい遺伝子を発見しました。リグニンは安価なバイオ燃料の唯一の障害であるため、これは非常に重要な発見です。

リグニンは、植物の二次細胞壁の主成分です。この物質は、バイオマスの燃料への効率的な処理を妨げます。植物の細胞壁は、主にリグニンとセルロースなどの糖分子で構成されています。グルコースに変換できるのはセルロースであり、発酵によってアルコール（燃料の基礎）に処理されます。残念ながら、リグニンが糖分子をしっかりと保持するため、これを行うのは容易ではありません。自然界では、これは植物の茎に剛性を与え、上向きに成長することができます. リグニンの除去には、エネルギー集約的で環境に有害な工業プロセスが必要であり、バイオ燃料は高価であり、石油よりも環境に悪影響を与える場合があります.

リグニンを迅速かつ安価に除去する方法が見つかった場合、または最小限のリグニンと最大限の急速に成長するバイオマスを使用して植物を開発できた場合、これはグリーンエネルギーの分野で進歩するための強力な推進力となります。

長年にわたり、研究者は植物のリグニン生合成経路を研究してきました。シロイヌナズナ (Arabidopsis thaliana) でこの問題を研究している科学者の国際チームは、リグニンの生産に関与する新しい酵素を発見しました。カフェオイルシキミ酸エステラーゼまたは CSE と呼ばれるこの酵素は、リグニン生合成において中心的な役割を果たします。 CSE の生産に関与する遺伝子を無効にすると、植物のリグニンの量が 36% 減少します。

さらに、植物に残っているリグニンでさえ構造が変化し、植物からより簡単に除去されます. その結果、CSE 遺伝子を無効にすると、前処理された植物バイオマスからのセルロースからグルコースへの直接変換の効率が 4 倍増加します: コントロール植物の 18% から CSE 変異植物の 78% まで。

科学者たちは、バイオマスを燃料に変換する効率を改善することに大きな成功を収めました。現在、科学者たちは実験室での実験を産業プロセスに変えることに取り組んでいます。技術的にはそれほど難しいことではありません。主なことは、遺伝子組み換え植物を栽培するためのすべての許可を取得することです。おそらく最初は、ポプラ、ユーカリ、キビなどのセルロースを豊富に含む生育の早い天然植物が原材料として使用されるでしょう。

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