Бактериальный бензин

Группа разработчиков сумела с помощью методов генной инженерии «научить» безвредные бактерии E.coli вырабатывать несвойственный им тип химических соединений - так называемых насыщенных углеводородов или алканов. Именно алканы являются ключевым компонентом бензина, а потому такое биотопливо может быть сразу после получения отправлено в распределительные сети заправочных станций, существующие сегодня.

До сих пор для массового использования биотоплива, в частности биодизельного, приходилось создавать специальные станции и трубопроводы для очистки и транспортировки,

так как химический состав такого типа синтетического топлива отличается от природного.

Именно по этой причине уже не один год ученые искали способ наладить производство биотоплива, химически идентичного получаемому на нефтеперерабатывающих заводах – первой успеха в этом достигла группа исследователей из инновационной компании LS9 в Сан-Франциско (США), занимающейся разработкой новых видов биотоплива. Результаты работы опубликованы в журнале Science.

В своей работе ученые использовали генетический материал микроорганизмов, так называемых цианобактерий, некоторые из которых способны вырабатывать алканы в ходе жизнедеятельности, основанной, как и у растений, на фотосинтезе.

Изучив геномы 10 различных штаммов этих бактерий и сравнив их со штаммами бактерий, алканов не производящих, ученые сумели выявить 17 генов-кандидатов, которые могли быть вовлечены в биологический процесс производства алканов.

После этого исследователи отбросили из этого числа гены, функции которых уже были известны, и «привили» оставшиеся бактериям E.coli. Как показали ученые в дальнейшем, их бактерии после генетического модифицирования действительно получили возможность синтезировать алканы.

«Мы получили одностадийный процесс биологического синтеза алканов, – говорит ведущий автор публикации Андреас Ширмер. – Нам требуется только очистить сырье и получить из него питательные сахара для бактерий – и на следующем этапе мы получаем топливо, готовое для применения в транспортных средствах».

Авторы разработки отмечают, что их бактерии могут употреблять в пищу углеводы, полученные даже из скошенной травы или отходов переработки растительных продуктов.

Потому производство такого биотоплива не увеличит спрос на возделываемые земли и, соответственно, не приведет к повышению цен на продукты питания.

Пока что ученые сумели получить только 10 литров топлива в своем экспериментальном реакторе, сообщает РИА «Новости». Однако исследователи уверены, что можно увеличить масштабы производства и добиться беспрерывного процесса получения биотоплива стоимостью не выше 50 долларов за баррель.

«Педаль» застряла в сосудах

В здоровом живом организме ангиогенез – процесс образования новых кровеносных сосудов в органах или тканях – происходит с умеренной интенсивностью. В больном же организме этот процесс зачастую происходит быстро и с трудом поддается прогнозированию, объяснению и лечению. Бесконтрольный ангиогенез сопровождает целый ряд заболеваний, в особенности рак. Рост новых кровеносных сосудов позволяет раковой опухоли расширяться и распространяться на другие органы и части тела. Бесконтрольный рост кровеносных сосудов может привести к появлению у человека сосудистых мальформаций (патологическая связь между венами и артериями) и гемангиом (опухолей из кровеносных сосудов).

Эти патологии являются чрезвычайно опасными для здоровья человека.

По данным американского Национального института рака, в мире насчитывается около 500 млн человек с заболеваниями, связанными с бесконтрольным ангиогенезом.

Исследователи из Школы медицины Университета штата Калифорния (США, Сан-Диего) обнаружили способ, которым можно регулировать процесс роста кровеносных сосудов. Результаты работы опубликованы в статье в журнале Nature Medicine.

Ученые выяснили, что за управление процессом роста кровеносных сосудов отвечает молекула микро-РНК под названием miR-132. Эта молекула воздействует на внутреннюю оболочку уже существующих сосудов и этим начинает процесс роста сосудов в молодом организме или в момент восстановления поврежденных тканей.

«В сосудах опухоли или гемангиомы данная молекула микро-РНК находится в изобилии и поддерживает обширный рост сосудов. Этот эффект аналогичен бесконтрольному ускорению автомобиля, когда педаль газа прилипает к полу и при этом не работают тормоза», – заявил ведущий автор работы Дэвид Череш.

Чтобы «отжать педаль от пола», Череш и его коллеги создали из наночастиц специальную молекулу, которая связывается с микро-РНК miR-132 и блокирует ее действие на кровеносные сосуды.

«Данная терапия, направленная на подавление эффекта микро-РНК, восстанавливает «педаль тормоза» и останавливает бесконтрольный рост кровеносных сосудов», – говорит Череш.

Ученый и его коллеги успешно проверили работоспособность этой молекулы анти-микро-РНК в опытах с больными лабораторными мышами, имевшими раковые опухоли, а также заболевания сетчатки глаза, которые вызваны бесконтрольным ростом кровеносных сосудов.

В качестве транспортирующего средства этой молекулы к очагам заболевания использовались специально разработанные Черешом и его коллегами наночастицы.

С их помощью удалось добиться максимального эффекта действия анти-микро-РНК и снизить до минимума побочные эффекты.

Как утверждают ученые, данная технология в ближайшее время может быть использована не только для лечения бесконтрольного ангиогенеза у человека, но и для восстановления кровеносных сосудов, пострадавших от инсульта, сердечного приступа или диабета.