Суть производства биотоплива с помощью сине–зеленых водорослей состоит в том, что в молекулу ДНК этих микроорганизмов ученые встроили ген, контролирующий образование большого количества этилового спирта (этанола). Затем в ДНК цианобактерий встроили второй ген, ограничивающий естественную тенденцию этих водорослей к максимальному росту и размножению. Под действием второго гена сине–зеленые водоросли размножаются всего несколько дней. Затем они переключаются на синтез этилового спирта, используемого в качестве биотоплива. Этот метод позволил добиться максимального выхода этилового спирта при минимальной биомассе водорослей.
Для генетически модифицированных сине–зеленых водорослей ученые сконструировали систему фотобиореакторов, названную «топливной фермой». Она не требует постоянного притока свежей воды и занимает небольшое пространство. В процессе фотосинтеза сине–зеленые бактерии непрерывно вырабатывают и выделяют биотопливо в окружающую их жидкую среду. Сепаратор регулярно отделяет биотопливо от воды и других веществ, которые возвращаются обратно в систему биореакторов. «Топливная ферма» обладает высокими экономическими и экологическими характеристиками по сравнению с другими биотехнологиями производства биотоплива.
ГЛОССАРИЙ
Агрегация белков — взаимодействие белковых молекул посредством вторичных структур (участков правозакрученных альфа–спиралей) с образованием надмолекулярных агрегатов.
Антиген — высокомолекулярное соединение, способное специфически стимулировать иммунокомпетентные лимфоидные клетки и обеспечивать тем самым развитие иммунного ответа
Антитело — белок (иммуноглобулин), синтезируемый В-лимфоцитами в организме животного в ответ на попадание в него чужеродного вещества и обладающий специфическим сродством к этому веществу.
Атомно–силовой микроскоп — сканирующий зондовый микроскоп высокого разрешения, используемый для определения рельефа поверхности с разрешением от десятков ангстрем вплоть до атомарного, позволяющий исследовать проводящие и непроводящие поверхности.
Белок — высокомолекулярное органическое соединение, построенное из остатков аминокислот и играющее первостепенную роль в процессах жизнедеятельности всех живых организмов.
Белок–переносчик — трансмембранный белок, который, изменяя свою пространственную структуру, осуществляет перенос молекулы вещества через липидный слой мембраны.
Белок–рецептор — специфический белок, находящийся в клеточной мембране и способный, связываясь с сигнальными веществами (лигандами), воспринимать передаваемый ими внешний сигнал.
Биомакромолекулы — молекулы биополимеров (нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов).
Биомасса — выраженное в единицах массы (веса) или энергии количество живого вещества организмов, приходящихся на единицу площади или объема.
Биополимеры — высокомолекулярные природные соединения (белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды и их производные), которые состоят из повторяющихся, сходных по структуре низкомолекулярных соединений (мономеров), являются структурными частями живых организмов и играют важную роль в процессах жизнедеятельности.
Биосенсор — аналитическое устройство, в котором для определения химических соединений используются реакции этих соединений, катализируемые ферментами, или реакции, проходящие в органел–лах, клетках или тканях.
Биосинтез — образование органических веществ из более простых соединений, протекающее в живых организмах или вне их под действием ферментов.
Биосовместимость — свойство вещества или материала, контактирующего с тканями живого организма, встраиваться в организм пациента, не вызывать побочных клинических проявлений. Хорошая биосовместимость означает отсутствие негативных реакций и иммунного ответа, плохая — иммунизацию, токсичность, отторжение.
Биотопливо — топливо из растительного или животного сырья, из продуктов жизнедеятельности организмов или органических промышленных отходов.
Гематоэнцефалический барьер — гистогематический барьер между кровью, цереброспинальной жидкостью и нервной тканью. Гематоэнцефалический барьер является физиологическим «фильтром», регулирующим обмен веществ между кровью и тканями мозга.
Генная инженерия — совокупность приёмов, методов и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов из организма (клеток), осуществления манипуляций с генами и введения их в другие организмы.