تولید بنزین از علف های هرز
بشر دلایل خوبی برای درک دقیق عملکرد این مخمر دارد. این به اصطلاح مخمر نان که نام علمی آنها ساکارومایسس سرویسیا است، هنگام پخت نان خدمات ارزشمندی انجام می‌دهد. علاوه بر غذا، این قارچ منحصر به فرد در آینده نزدیک جهت برآورده ساختن یک نیاز اساسی سوم و مدرن مورد استفاده قرار خواهد گرفت: «راندن خودرو». الکل اتانول که توسط این قارچ تولید می‌شود، یک جایگزین دوستدار محیط زیست برای بنزین است. گروهی از محققان آمریکایی این تک سلولی را به میکروارگانیسمی مجهز کرده‌اند که به طور بسیار کارایی این سوخت را از کاه و دیگر بازمانده های گیاهی تولید می‌کند.
بدین ترتیب گام بزرگی در جهت پیشرفت روند جستجوی سوخت‌های زیستی نسل دوم برداشته می‌شود. این امر می‌تواند منتقدانی را که در حال حاضر با سوخت زیستی موجود کنونی مخالف هستند، آرام کند. زیرا سوخت کنونی که اغلب از ذرت، گندم یا دیگر غلات خوراکی تولید می‌شود، باعث افزایش قیمت مواد غذایی می‌شود. به علاوه انرژی حاصل از گیاهان به هیچ وجه بی تأثیر بر آب و هوا نیست. از اول ژانویه سال 2011 قانونی که طبق آن باید سوخت زیستی در مقایسه با سوخت معمولی محیط زیست، حداقل 35 درصد تولید گاز گلخانه ای را کاهش دهد، اعتبار می یابد. برای این کار بایستی کل زنجیره از زمین قابل کشت گرفته تا لوله اگزوز خودروها ارزیابی شود. روی آوردن به بازمانده‌های گیاهی یا سبزیجات خالص که روی زمین های با وسعت کم رشد می‌کنند، می تواند هم مسئله انتخاب دشوار بین سوخت حاصل از مواد خام یا مواد غذایی را حل کند و هم دوستدار محیط زیست باشد. اما برای تحقق این امر، میکروبیولوژیست ها باید مجموعه ای از مشکلات بغرنج را حل کنند.
اتانول بایستی از دو نوع قند تولید شود که برای انسان غیرقابل هضم هستند. یکی از آنها سلولز است که به گیاهان استحکام می بخشد. سلولز یک مولکول زنجیره ای است که از صد ها ترکیب قندی ساده تشکیل شده است. وقتی با افزودن آنزیم ها به اجزاء تشکیل دهنده خود یعنی گلوکز تجزیه می شود، مخمر ها قادرند آن را به خوبی هضم کنند. اما بعد حدود یک سوم کل قند ماده گیاهی بدون استفاده باقی می ماند. اما مخمر ها قادر نیستند این کار را انجام دهند، زیرا مولکول های غیر قابل هضم به جای شش مولکول کربن موجود در گلوکز دارای 5 مولکول کربن هستند. اولین کارخانه در سرتاسر جهان در کالوندبورگ دانمارک که اتانول را از کاه تولید می کند، روی این بخش از فناوری کار می کند؛ در آنجا قند 5 کربنه بلا استفاده به غذای دامی تبدیل می‌شود.
زیست شناسان و مدیران کارخانجات این را یک اسراف می دانند. به گفته آندره کولترمان از شرکت چند ملیتی شیمی جنوب:«اگر قند 5 کربنه را تجزیه کنیم، حدود نیم برابر اتانول بیشتری به دست می آوریم.» شرکت وی در حال حاضر یک تأسیسات نمایشی را در اشتراوبینگ بازسازی می کند، میکروارگانیسم های اصلاح یافته در آنجا بایستی هر دو نوع قند را هضم کنند. استاندارد تحقیقات تجهیز ژن های قارچ مخمر به دیگر میکروارگانیسم ها است که قادرند قند 5 کربنه گزیلوز را تجزیه کنند. اما اغلب برای تحقق این امر یک مشکل وجود دارد: مخمر ها ابتدا گلوکز و سپس گزیلوز را تجزیه می کنند و به همین دلیل روند کارشان بسیار کند است.
برای دور زدن این مشکل، محققان مطالعه جدید دوباره به گلوکز روی آوردند:
این گروه به سرپرستی سوک جین ها از دانشگاه ایلی نویز در اوربانا یک پروتئین انتقالی بیگانه را در قارچ مخمر جای داد. این پروتئین نوعی گلوکز دوگانه را که هنگام تجزیه زنجیره های سلولزی در مرحله ماقبل آخر تولید می شود، از غشای سلولی عبور می دهد. تازه آن وقت، آنزیمی نیز که بعداً افزوده شده است، گلوگز مورد نیاز را تولید می کند. این ظاهراً عبور از میان یک گره پیچ خورده بود. قارچ تغییر یافته حالا دارای دو شاخه جدا برای برداشت و تجزیه هر دو نوع قند به طور همزمان است؛ بدین ترتیب این قارچ تا حدود 25 درصد اتانول بیشتری تولید می کند.
