Пищеварительная система ракообразных поможет ученым превращать древесину в биотопливо

Limnoriidae, известные как gribble, — морские беспозвоночные небольшого размера, в рацион которых, благодаря эволюции, входит древесина, вымываемая в море из рек. Они представляют определенную угрозу для человека, так как поедают деревянные лодки и причалы и наносят тем самым значительный урон. До сих пор вопрос того, как они прогрызают лигнин — высокопрочное покрытие на древесине, — оставался загадкой.

Команда ученых, возглавляемая Йоркским университетом, изучила заднюю кишку и обнаружила, что гемоцианы — те же самые белки, которые делают кровь беспозвоночных синими — имеют решающее значение для их способности извлекать сахар из дерева.

Это открытие, опубликованное в журнале Nature Communications, приближает исследователей к определению более дешевых и устойчивых инструментов для преобразования древесины в низкоуглеродное топливо — перспективную альтернативу ископаемым видам топлива, таким как уголь и нефть.

Исследование показало, что обработка древесины гемоцианинами позволяет удвоить полученное количество сахара — то же количество может быть достигнуто лишь с использованием дорогостоящей и энергозатратной термохимической предварительной обработки, которая используется в промышленности.

«Gribble — единственное известное животное, которое имеет стерильную пищеварительную систему, что облегчает изучение его способности к перевариванию древесины по сравнению с другими древоподобными существами, такими как термиты, которые полагаются на тысячи кишечных микробов, переваривающих пищу. Мы обнаружили, что gribble разжевывает древесину на очень мелкие кусочки, прежде чем пускать в ход гемоцианины для разрушения структуры лигнина. Ферменты GH7 — та же группа ферментов, которая используется грибами для разложения древесины, а затем пробивает материал и производит сахар», — объясняет профессор факультета биологии Йоркского университета Саймон МакКуин-Мейсон (Simon McQueen-Mason), возглавлявший исследование.

Учитывая множество действий, которые необходимо предпринять в связи с изменением климата, многие страны стремительно наращивают темпы декарбонизации, переключаясь на возобновляемые источники энергии, такие как биотопливо. Древесина — самый распространенный возобновляемый ресурс углерода на планете, а ее использование не противоречит глобальной продовольственной безопасности.