Menggunakan jamur untuk menghasilkan energi terbarukan

MERAJUT ASA | BIOGAS SUMBER ENERGI TAK TERBATAS (12/10/18) 2-3 (Juni 2019).

Anonim

Ebru Alazi 'meretas' sistem penghasil enzim pada jamur Aspergillus niger untuk menghasilkan energi terbarukan dengan lebih mudah. Dia memanipulasi jamur, membuatnya menghasilkan lebih banyak pektinase: enzim yang terutama digunakan dalam industri makanan dan dalam produksi energi terbarukan, seperti biofuel.

Jamur seperti Aspergillus niger memberi makan dari tanaman untuk tumbuh. Pektin adalah polisakarida - rantai panjang gula - yang merupakan bagian dari dinding sel tanaman dan berfungsi sebagai makanan untuk jamur. Ketika A. niger merasakan pektin, ia menghasilkan enzim pektinase. Enzim ini dapat memecah pektin menjadi bagian yang lebih kecil, sehingga jamur dapat mengangkutnya ke dalam sel dan membuat energi dari mereka. Ini sudah diketahui, tetapi Alazi menemukan mekanisme apa yang ada di bawah proses ini. "Apa yang saya suka tentang penelitian saya adalah bahwa hal itu bersifat mendasar dan diterapkan. Pertama saya mendapatkan pengetahuan mendasar tentang bagaimana sistem produksi pektinase dalam A. niger bekerja, dan kemudian saya menerapkan pengetahuan ini untuk meretas sistem dan meningkatkan produksi pektinase."

Alazi pertama kali menemukan aktivator GaaR, protein yang mengaktifkan ekspresi gen yang menyandikan pektinase. Secara kasar dikatakan, ketika A. niger merasakan pektin, GaaR diaktifkan. Selanjutnya, dia menemukan represor GaaX. Ketika jamur tidak merasakan pektin di lingkungannya, GaaX represor diaktifkan. GaaX kemudian menonaktifkan aktivator GaaR dan produksi pektinase dihentikan. Komponen ketiga yang dia temukan adalah molekul inducer yang menyebabkan produksi pektinase yang melimpah: 2-keto-3-deoxy-L-galactonate, produk katabolik dari pektin. "Penelitian saya memberikan petunjuk yang tepat tentang mekanisme yang tepat, jadi hipotesis kami sekarang adalah sebagai berikut: Inducer mengikat pada represor GaaX, sehingga tidak lagi dapat menghambat aktivator GaaR, " Alazi menjelaskan. "Dengan cara ini, GaaR dapat mulai mengaktifkan ekspresi gen dan pektinase diproduksi. Peneliti lain sekarang bertujuan untuk mengkonfirmasi hipotesis ini di laboratorium."

Setelah memahami mekanismenya, Alazi mengubah bentuk jamur dengan sinar UV untuk mengisolasi mutan dengan sifat produksi pektinase yang unik. Satu mutan ditemukan memiliki alel GaaR yang tidak dihambat oleh represor GaaX. "Jadi biasanya, represor GaaX menginaktivasi GaaR, sehingga A. niger tidak menghasilkan pektinase, " katanya. "Tapi ketika induser hadir, ia mengikat GaaX, aktivator GaaR bebas untuk pergi dan jamur mulai memproduksi pektinase." Namun, kata Alazi, dengan alel ini kehadiran inducer tidak diperlukan: alel GaaR mengaktifkan ekspresi gen pektinase secara otomatis. Selain itu, ia juga membuat mutan yang menghasilkan lebih banyak aktivator GaaR dari biasanya. Mutan ini menghasilkan lebih banyak pektinase tanpa membutuhkan inducer untuk hadir.

"Dengan menggunakan strain yang baru direkayasa ini, kami dapat memproduksi pektinase pada sumber karbon apa pun, termasuk aliran limbah dari pertanian, kehutanan atau industri makanan. Ini membuatnya jauh lebih murah dan lebih berkelanjutan untuk menghasilkan pektinase dalam jumlah besar. Dan pektinase ini kemudian dapat digunakan untuk produksi biofuel terbarukan dari biomassa tanaman. "

menu
menu