Структурный элемент древесины препятствует её полному разложению бактериями

"Хвосты" лигнина мешают бактериям разлагать древесину.

Молекулярные биологи из США выяснили, что эффективность разложения лигнина бактериями зависит от количества метилоксидных "хвостов" в его молекулах. Лигнин, самый прочный компонент древесины, плохо поддается разложению при высокой концентрации этих "хвостов", состоящих из метана и кислорода. Это открытие, о котором сообщила пресс-служба Университета штата Северная Каролина (NCSU), может помочь в создании новых видов древесины, более пригодных для производства биотоплива и химических веществ.

Научный сотрудник NCSU Райан Бинг объяснил, что некоторые термофильные бактерии из горячих источников способны перерабатывать растительную биомассу в полезные вещества, но делают это с разной скоростью для разных растений. Исследователи проанализировали взаимодействие этих микробов с растительным сырьем, чтобы понять причины этих различий.

Растительная биомасса в основном состоит из целлюлозы и лигнина. Целлюлоза относительно легко разлагается многими бактериями и грибками, в то время как лигнин более устойчив к микробному разложению. Ученые ищут способы снизить содержание лигнина в биомассе и создать штаммы микроорганизмов, способных его эффективно разлагать, чтобы повысить эффективность производства биотоплива.

Недавно были созданы генно-модифицированные разновидности калифорнийских тополей с пониженным содержанием лигнина. Однако в некоторых случаях бактерии разлагали эту биомассу неожиданно медленно. Это подтолкнуло биологов исследовать взаимодействие бактерий вида Anaerocellum bescii с различными формами лигнина.

Эксперименты показали, что скорость разложения биомассы зависит не только от количества лигнина, но и от числа метилоксидных "хвостов" (молекул метилового спирта), присоединенных к его звеньям. Чем больше этих "хвостов", тем хуже бактерии справлялись с разложением биомассы.

Это открытие поможет селекционерам вывести сорта ГМО-тополей, которые быстро растут, устойчивы к болезням и неблагоприятным условиям, а также производят биомассу с оптимальными свойствами для разложения. Это может значительно снизить стоимость производства биотоплива и химикатов, для которых сейчас требуется дорогостоящая предварительная обработка древесины.

Фото: Wikimedia Commons/Own work,Доминикус Йоханнес Бергсма , ( Attribution-Share Alike 4.0. )