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, говорится на сайте IDK.RU.
Растительный этанол может применяться вместо бензина или в смеси с ним. Если соотношение биоэтанола и бензина в топливе составляет 1:9, 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 сахаров, 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). Это, в свою очередь, повысит 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 сахаров. 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 амилаз, позаимствованный из ДНК архебактерий - примитивных одноклеточных организмов, обитающих в горячих источниках. "Поскольку фермент термозависим, он выдерживает нагрев в термических реакторах и начинает индуцироваться, перерабатывая целлюлозу в сахара", - уточняет Дорохов.
Специалисты американской компании Syngenta поставили перед собой задачу уже к 2008 г вывести кукурузу с имплантированным геном амилаз. 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 дико 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: 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 тыс 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 Д. 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.
"Хотя ученые заявляли, что проблему перехода на биотопливо надо решать, я не слышал о российских разработках в этой области. Правда, говорилось о планах строительства двух российских заводов - по производству биотоплива из этанола и масла, но в масштабах страны это крайне мало", - сетует Д. Дорохов.