Skip to main content
Global

17.4C: גנומיקה ודלקים ביולוגיים

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    209625

    • Boundless
    • Boundless
    \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    ניתן להשתמש בגנומיקה מיקרוביאלית ליצירת דלקים ביולוגיים חדשים.

    מטרות למידה
    • הסבר את התהליך של יצירת דלק ביולוגי חדש באמצעות גנומיקה מיקרוביאלית

    נקודות מפתח

    • מיקרואורגניזמים יכולים לקודד אנזימים חדשים ולייצר תרכובות אורגניות חדשות שיכולות לשמש כדלק ביולוגי.
    • ניתוח גנומי של הפטרייה Pichia יאפשר אופטימיזציה של השימוש בו בתסיסת דלקים אתנול.
    • ניתוח החיידקים במעי האחורי של טרמיטים מצא 500 גנים שעשויים להיות שימושיים בהרס אנזימטי של תאית.
    • סמנים גנטיים שימשו בניתוח משפטי, כמו בשנת 2001 כאשר ה- FBI השתמש בגנומיקה מיקרוביאלית כדי לקבוע זן ספציפי של אנתרקס שנמצא בכמה פיסות דואר.
    • גנומיקה משמשת בחקלאות לפיתוח צמחים בעלי תכונות רצויות יותר, כגון בצורת ועמידות למחלות.

    מונחי מפתח

    • משאב מתחדש: משאב טבע כזה שהוא מתחדש על ידי תהליכים טבעיים בקצב הדומה לקצב הצריכה שלו על ידי בני אדם או משתמשים אחרים
    • דלק ביולוגי: כל דלק שמתקבל ממשאב ביולוגי מתחדש

    הידע על הגנומיקה של מיקרואורגניזמים נמצא בשימוש כדי למצוא דרכים טובות יותר לרתום דלק ביולוגי מאצות וציאנובקטריה. מקורות הדלק העיקריים כיום הם פחם, נפט, עץ ומוצרים צמחיים אחרים, כגון אתנול. למרות שצמחים הם משאבים מתחדשים, עדיין יש צורך למצוא מקורות אנרגיה מתחדשים חלופיים יותר כדי לענות על דרישות האנרגיה של האוכלוסייה שלנו. העולם המיקרוביאלי הוא אחד המשאבים הגדולים ביותר לגנים המקודדים לאנזימים חדשים ומייצרים תרכובות אורגניות חדשות, והוא נותר ברובו בלתי מנוצל.

    לפירוק ביומסה מיקרוביאלית, מועמדים רבים כבר זוהו. אלה כוללים מיני קלוסטרידיה בשל יכולתם לפרק תאית, ופטריות המבטאות גנים הקשורים לפירוק המאפיינים הסוררים ביותר של דופן התא הצמחי, ליגנין, ה"דבק "הפנולי המחדיר לצמח שלמות מבנית ועמידות בפני מזיקים. פטריית הריקבון הלבנה Phanerochaete chrysosporium מייצרת אנזימים חמצוניים חוץ-תאיים ייחודיים המפרקים ביעילות ליגנין על ידי קבלת גישה דרך מטריצת המגן המקיפה את מיקרופיברילי התאית של דפנות תאי הצמח.

    פטרייה נוספת, השמרים Pichia stipitis, תוססת את קסילוז "סוכר העץ" בעל חמישה פחמנים בשפע בעצים קשים ובשאריות קציר חקלאיות. הגנום שרצף לאחרונה של פיצ'יה חשף תובנות לגבי המסלולים המטבוליים האחראים לתהליך זה, ומנחה את המאמצים לייעל יכולת זו בזני ייצור מסחריים. הנדסת נתיבים מבטיחה לייצר מגוון רחב יותר של אורגניזמים המסוגלים לתסוס את הרפרטואר המלא של סוכרים שמקורם בתאית והמיצלולוזה ולסבול ריכוזי אתנול גבוהים יותר כדי לייעל את תפוקת הדלק. לדוגמה, תכולת המעי האחורי של הביוריאקטור של הטבע עצמו, הטרמיט, הניבה יותר מ-500 גנים הקשורים לפירוק אנזימטי של תאית והמיצלולוזה.

    דמות
    איור\(\PageIndex{1}\): טרמיטים: הביוריאקטורים של הטבע: המעי האחורי של הטרמיט הניב יותר מ-500 גנים של חיידקים הקשורים לפירוק אנזימטי של תאית.

    תרומות וייחוסים