FYI.

This story is over 5 years old.

Tech

Dit is de genetisch gemodificeerde bacterie die gras eet en biobrandstof poept

Wetenschappers worden steeds beter in bacteriën hun wensen laten uitvoeren.
Image: US Department of Agriculture

Biobrandstoffen zoals ethanol komen maar niet van de grond als volwaardig alternatief voor benzine. Eén van de moeilijkste dingen hierbij is dat het spul produceren veel geld kost, waardoor elk economisch voordeel dat je er in kan zien in het niet valt bij de lage lasten van het produceren van ruwe olie. Er zijn natuurlijk ook andere problemen, maar het prijskaartje dat aan biobrandstoffen hangt is een belangrijk obstakel. Een nieuwe genetisch gemodificeerde bacterie die het gehele proces even automatiseert zou het aanzienlijk makkelijker maken om gewassen om te zetten tot brandstof.

Al een tijdje proberen synthetisch biologen om genen van verschillende bacteriën in één organisme te proppen, in de hoop dat we gebruik kunnen maken van het natuurlijke vermogen van bacteriën om snel en goedkoop brandstof te produceren. Een bacterie die CO2 consumeert en vervolgens omzet in ruwe olie zou de heilige graal zijn.

Advertentie

“Er zijn 27 chemische stappen nodig om CO2 om te zetten in een brandstof gelijkwaardig aan ruwe olie,” zegt Joel Garreau, een futuroloog en onderzoeker aan de Arizona State University. “Bij de ASU hebben we een groot biotechnologie lab, en op het dak kweken we algen. We proberen die 27 chemische stappen te verzamelen en ze samen te brengen in één organisme.”

Als ruwe-olie-producerende algen de heilige graal zijn, dan is een nieuwe bacterie die gras in ethanol omzet in ieder geval een leuke troostprijs.

Onderzoekers aan het Oak Ridge National Laboratory en de University of Georgia Department of Genetics hebben het voor elkaar gekregen om vingergras, een grassoort die veel voorkomt in het midwesten van Amerika, samen te voegen met bacteriën en dit direct om te zetten in ethanol.

Image: PNAS

De methode is sneller en potentieel goedkoper dan voorgaande methoden om vingergras om te zetten in biobrandstof. Voorheen moest er een voorbehandeling worden gedaan waar speciale enzymen bij nodig waren, die zo duur waren dat het proces verre van rendabel was.

Een artikel van Popular Mechanics uit 2010 verklaart het probleem:

“Omdat de verbindingen in cellulose zo star en vezelachtig zijn, zijn er krachtige enzymatische afbraakprocessen nodig om het plantmateriaal in simpele suikers om te zetten die geschikt zijn voor het fermenteren naar ethanol. Deze processen kosten zoveel energie en zijn zo duur dat een onderzoek in Bioresource Technology vorig jaar concludeerde dat ethanol uit cellulose niet zal kunnen concurreren met benzine, tenzij de olieprijzen boven de 90 dollar per vat blijven. In dat geval zou ethanol uit cellulose een bescheiden rol kunnen spelen in het aanvullen van de brandstofvoorraad, en dat is zeker meer onderzoek waard. Maar de hoop dat we door middel van vingergras van onze olieverslaving af kunnen komen, is te hoogmoedig.”

Tegenwoordig zijn de olieprijzen zeker hoger dan dat, en bij het omzetten van vingergras naar biobrandstof zijn geen enzymen meer nodig. Er is nog steeds een debat gaande over of biobrandstoffen überhaupt wel beter zijn voor het milieu dan ruwe olie, maar we kunnen er op z’n minst wat geld mee besparen. De bacterie in kwestie, Caldicellulosiruptor bescii, leeft normaal gesproken onder zeer hoge temperaturen en staat erom bekend dat het cellulose kan afbreken. Dat afbreken werd gezien als de moeilijkste stap in het omzetten van vingergras tot brandstof. Jane Westpheling, een onderzoekster aan de University of Georgia, nam die bacterie, stopte er wat genen van een andere bacterie in, en het werkte.

“Nu kunnen we zonder enige voorbehandeling wat vingergras nemen, het vermalen, op een voedingsbodem met voedingszouten leggen, en je krijgt ethanol,” zegt Westpheling. “Dit is de eerste stap naar een industrieel proces dat economisch uitvoerbaar is.”

Ondanks voorgaande vingergras-mislukkingen, heeft het nog steeds grote economische potentie. Westpheling’s onderzoek, dat werd gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences, is gefinancierd door de Amerikaanse regering en is recentelijk ook opgepikt door de Amerikaanse marine. Daar zijn ze nu bezig een op vingergras gebaseerde vliegtuigbrandstof te ontwikkelen.

Nu het dure proces van genetische modificatie achter de rug is, kunnen Westpheling’s bacteriën in het lab gekweekt worden, en kan binnenkort de massaproductie van biobrandstoffen beginnen.