Технология биопереработки использует биомассу в качестве сырья и преобразует ее в энергию и другие полезные побочные продукты. Она привлекает внимание как экологически чистая и устойчивая технология, позволяющая подготовиться к истощению запасов ископаемого топлива. Однако виды биомассы, которые можно использовать для этой технологии, очень ограничены. Крахмальные культуры, такие как кукуруза, используются в качестве биомассы (в основном, глюкозы), но они легко потребляются микроорганизмами. Такие процессы имеют ограничения в удовлетворении растущих потребностей в биопродуктах, например, потребление пищевых ресурсов и ограниченные возможности выращивания.
Чтобы преодолеть эти ограничения, совместная исследовательская группа POSTECH и Сеульского национального университета разработала новый микроорганизм, который они назвали Vibrio sp. dhg. В своем исследовании они успешно продемонстрировали, что Vibrio sp. dhg может быть многообещающей микробной платформой для биопереработки бурых макроводорослей, которые могут заменить биомассу крахмальных культур.
Были предприняты постоянные усилия по изучению использования несъедобной биомассы, и в качестве альтернативного сырья были предложены бурые макроводоросли. Бурые макроводоросли растут в два-три раза быстрее, чем крахмальные культуры, и для их роста требуется только свет и морская вода. Хотя их употребляют только в нескольких странах, таких как Корея, в большинстве стран их не едят. Из-за этих преимуществ они кажутся разумным альтернативным выбором. Однако не было промышленного микроорганизма, который мог бы легко метаболизировать полисахариды, такие как альгиновая кислота, в водорослях, и было трудно разработать процесс использования водорослей в качестве биомассы.
Чтобы решить эту проблему, профессор Гю Ёль Юнг и его исследовательская группа в POSTECH, а также профессор Сан Ву Сео и его исследовательская группа в Сеульском национальном университете успешно разработали новый микроорганизм Vibrio sp. dgh, который может быстро метаболизировать альгиновую кислоту в водорослях, и методы генной инженерии, оптимизированные для этого нового микроорганизма на основе анализа омиков. Кроме того, им удалось разработать процессы биопереработки, которые непосредственно производят этанол (биотопливо), 2,3-бутандиол (сырье для пластмасс), ликопин (физиологически активное вещество) и другие различные химические продукты путем искусственного манипулирования метаболическим путем Vibrio sp. дхг.
В частности, обнаруженный ими новый искусственный микроорганизм имеет много преимуществ и возлагает большие надежды на его будущее использование. Например, Vibrio sp. dhg может использовать в качестве биомассы не только бурые макроводоросли, но и другую различную биомассу более эффективно, чем обычные промышленные микроорганизмы (E.coli, дрожжи). Кроме того, скорость их роста в два раза выше, и они быстрее перерабатывают биомассу. Поэтому ожидается, что он будет использоваться для повышения эффективности процесса микробной ферментации с использованием не только водорослей, но и обычной биомассы на основе глюкозы.
проф. Юнг, возглавлявший исследовательскую группу, объяснил: «Обнаруженный нами микроорганизм Vibrio sp. dhg может быстро метаболизировать источники углерода, полученные из водорослей. Таким образом, его можно использовать для производства экологически чистых химикатов с добавленной стоимостью. материалов в химические вещества с высокой добавленной стоимостью исключительно быстрее, чем существующие промышленные микроорганизмы. Поэтому мы ожидаем, что это значительно повысит эффективность и экономическую осуществимость процесса микробной ферментации, который изучался во всем мире».