HMF.

Uit de bacterie Cupriavidus basilensis zijn de genen te halen die nodig zijn om furfural en 5-(hydroxymethyl)furfural (HMF) af te breken. Zet je dat setje over naar een ander micro-orgamisme dat suikers vrijmaakt uit houtafval, dan kun je die laatste omzetting een stuk efficiënter laten verlopen, zo claimen Delftse onderzoekers in PNAS.

Frank Koopman, Nick Wierckx en hun promotor Han de Winde hebben het gedemonstreerd door het industriële werkpaard Pseudomonas putida dusdanig om te bouwen dat hij kan overleven op de genoemde furanen als enige koolstofbron.

Furanen ontstaan als bijproduct wanneer je lignocellulosehoudende biomassa met zuur voorbehandelt om fermenteerbare suikers vrij te maken. Dat kán nuttig zijn, maar wanneer je die suikers wilt omzetten in ethanol is het alleen maar vervelend. Wat er op moleculaire schaal precies gebeurt is niet duidelijk maar vast staat dat de groeisnelheid van zowel gisten als bacteriën er danig dor achteruitgaat, en de ethanol-opbrengst ook.

En het blijkt nogal wat moeite te kosten om die furanen er vóór de fermentatie uit te krijgen.

In Delft hebben ze nu dus een bruikbare metabole route ontdekt in C. basilensis HMF14, een bodembacterie waar tot nu toe nauwelijks iets over bekend was. Eind vorig jaar maakten de onderzoekers al bekend dat ze een stam hadden geïsoleerd die furanen kon verteren, simpelweg door verschillende bacteriën te kweken op HMF en te kijken wie het overleefde.

C. basilensis bleek bovendien niet in staat om de suikers glucose, xylose and arabinose te verteren, zodat hij niet concurreert met de ethanolproductie.

Inmiddels zijn ze er dus ook achter welke genen precies verantwoordelijk zijn voor de furan-afbraak. Voor de details verwijzen we gaarne naar PNAS, dat zo vriendelijk is geweest om het artikel op open access te zetten.

Nu bekend is welke genen het zijn, kun je ze ook terugvinden in andere bacteriën. Verschillende Gram-negatieve soorten blijken inderdaad onvermoede talenten te hebben om furanen af te breken.

Maar het belangrijkste is dus dat je de genen kunt overzetten naar andere soorten. De volgensde stap is waarschijnlijk om dit te doen bij een soort die tevens op industriële schaal suikers kan vergisten.

bron: TU Delft

Onderwerpen