Грибной дизель

Гэри Стробел

Микробиолог Гэри Стробел побывал в дебрях практически всех тропических лесов на планетке: в лихой красноватой шапочке он играл с лемурами на Мадагаскаре и смотрел в глаза гремучей змее в Эквадоре. Стробел прочесывает тропические заросли в поисках необыкновенных микробов и грибков, складывает добычу в герметичные пакеты и отвозит в свою лабораторию в Институте штата Монтана.

Стробел отыскивает эндофиты — это бактерии, живущие на любом растении в симбиозе с ним.

Симбиоз этот часто вдохновляет эндофиты производить новые полезные вещества. «Мать-природа не работает с одиночными структурами. Все выходит во взаимодействии», — гласит ученый. За три десятилетия 70-летний Стробел передал права на внедрение более 20 образцов эндофитов компаниям вроде Eli Lilly, Chevron and Dow Chemical.

Пройдут годы, до того как выяснится, что конкретно отыскал в тропических зарослях Стробел. В 2001 году он привез из патагонских лесов Чили прутки эвкрифии сердцелистной, на которых жил грибок Gliocladium roseum. И исключительно в 2007 году Стробел нашел, что грибок выделяет уникальную смесь летучих газов. «Когда я сообразил, что же это все-таки за газы, у меня даже волосы на руках встали дыбом», — вспоминает он. Октан, гептан, петан, сложные эфиры нонанола, гептанола, гексанола — все это углеводороды, которые входят в дизельное горючее.

Этот «микодизель» (myko по- гречески «гриб») имеет шанс стать его наикрупнейшим открытием. Ведь на теоретическом уровне газы можно сжижать и подавать в движок, но коммерческий фуррор не гарантирован. Рынок биотоплива очень находится в зависимости от цены на нефть — чем она дешевле, тем ниже себестоимость обычных видов горючего.

Первопроходчик в области геномики Крейг Вентер и венчурные капиталисты из Kleiner Perkins Caufield & Byers предложили лицензировать идею Стробела. Но Институт штата Монтана предложение отклонил и предпочел разрабатывать микодизель вместе с Йельским институтом, где факультет биофизики возглавляет отпрыск Стробела Скотт. Исследователи из Йеля уже расшифровали геном грибка и в апреле получили исследовательский грант на $5 млн от Министерства обороны США.

Открытие Стробела — закономерный итог всей его работы. В 1970-е годы он сделал собственный 1-ый прорыв. Гуляя по пшеничному полю, пораженному бактериальной заразой, он увидел, что на неких растениях нет признаков заболевания. И узнал причину — заступником колосков пшеницы была эндофитная амеба, которая выделяла вещество, нареченное псевдомицином. Исследования проявили, что эти бактерии также одолевают голландскую болезнь вязов.

В 1987 году Стробел обработал микробами десяток юных вязов, росших на местности Института штата Монтана. После чего его обвинили в применении несертифицированного пестицида, стали грозить штрафами и даже тюремным заключением. «Сначала я рассмеялся, мне показалось, что это глупо», — вспоминает Стробел. Но скоро ему стало не до хохота: пришлось давать показания на слушаниях в Сенате США. На первой полосе «Нью-Йорк Таймс» была помещена фото: Стробел со слезами на очах валит деревья бензопилой.

Eli Lilly лицензировала отысканный Стробелом псевдомицин за $100 000 и издержала еще $50 млн, пытаясь сделать на его базе противогрибковое лекарственное средство, но этот проект был признан невыгодным. Стробел уповает, что когда-нибудь отысканное им вещество станет основой противогрибковых мазей и леденцов для гортани. Производители бананов в Южной Америке уже начали использовать его в качестве экологически неопасного пестицида.

Перед полевыми работами Стробел сейчас заручается официальным разрешением брать эталоны грибков, нередко в обмен на обещание отчислений в случае коммерческого использования. Возвратившись, он в чашечках Петри растит эндофиты.

В 1993 году Стробел прославился еще одним открытием. Он нашел, что таксол (1-ое противораковое лечущее средство, приносящее компании-производителю Bristol-Myers Squibb $1 миллиардов в год) вырабатывается не только лишь тихоокеанским тисом, как до этого числилось, да и грибком, живущим в его коре. Он нашел, что многие вещества растительного происхождения по сути вырабатываются эндофитами. Исследование показало, что таксол можно получать методом ферментации грибка в чанах, но пока добыча его на деревьях остается более выгодной. «Со временем мы научимся ферментировать его быстрее», — уверен Стробел.

Потом последовало открытие, предвосхитившее микодизель. В 1997 году Стробел заполнил ящик чашечками Петри с эндофитами, собранными в тропических зарослях Гондураса. Два денька спустя все культуры, не считая одной, оказались мертвы. Выживший грибок Muscodor albus убил другие, поразив их газом. Стробел утверждает, что эта газовая смесь, безобидная для человека, является одним из самых действенных из узнаваемых лекарств. Он продал лицензию на Muscodor albus фирме Agraquest, которая производит с его помощью почвенный фумигант, также другим фирмам, которые употребляют его для переработки отходов в биотуалетах.

Один грибок, вырабатывающий газы, посодействовал найти последующий. Стробел решил проверить, может ли какой-либо эндофит из его коллекции выдержать атаку M. albus. Он подверг действию газов сотки культур; два 10-ка выжило. И только один эндофит, красный Gliocladium roseum, также выделял различимые устройствами газы, которые Стробел пробует перевоплотить в жидкое горючее.

Микодизель захватил воображение Скотта Стробела, и он предложил папе поработать совместно. «Мой отец — собственного рода геологоразведчик, — гласит Скотт. — Он мог бы предназначить всю карьеру таксолу, но предпочел отыскать еще чего-нибудть замечательное. Я же быстрее рудокоп — желаю основательно разобраться с этим».

Первичные исследования демонстрируют, что на каждый гр еды, которую дают грибку (целлюлоза, сахара и т. д.), он производит только 10 мг дизельного горючего. Дрожжи (тоже грибок) дают 500 мг этанола на каждый гр кукурузного крахмала. Стробел уповает, что с течением времени ученые добьются от грибка большей производительности.

На данный момент биодизель делается методом чистки растительных масел вроде соевого и рапсового. Стробел предугадает, что микодизель будет выполняться так же, как этанол: усовершенствованные гены по производству дизеля будут перенесены от грибка к дрожжам, а потом их будут подкармливать зерном либо другими растительными сахарами. Дрожжи вырастают еще резвее, чем G. roseum, так что этот способ ускорит создание. Ученый гласит, что этаноловые фабрики можно будет переоборудовать для выпуска микодизеля, который еще легче транспортировать, чем этанол (разъедающий трубопроводы), и проще соединять с моторным топливом нефтяного происхождения.

У Стробела есть смелая догадка: грибки вроде этого участвовали в синтезе природной нефти. Геофизики говорят, что нефть создавалась из органических веществ под воздействием высочайшего давления и температуры в протяжении миллионов лет. «Когда я сравниваю хим состав товаров этого грибка с составом нефти, у меня появляется подозрение, что часть сырой нефти должна была образоваться в итоге био процессов», — гласит Стробел.