Fotosintetično recikliranje oglikovega dioksida v izobutilaldehid

Fotosintetično recikliranje oglikovega dioksida v izobutilaldehid

Enden izmed možnih pristopov za zmanjšanje atmosferskega CO2 je recikliranje direktno v goriva ali kemikalije s pomočjo fotosinteze. Znanstveniki so gensko spremenili Synechococcus elongatus da lahko sintetizira izobutilaldehid in izobutanol direktno iz CO2. Izobutanol se lahko uporablja kot alternativno gorivo, izobutilaldehid pa je prekurzor za sintezo ostalih kemikalij. Visok parni tlak izobutilaldehida omogoči, da se produkte z lahkoto odstrani iz mikrobne kulture ter s tem zmanjša toksičnost. Povečano produktovnost cianobakterije so dosegli z prekomernim izražanjem gena Rubisco, ki je odgovoren za fiksacijo CO2 v Calvinovem ciklu. To so dosegli z integracijo gena rbcLS, ki pa je povečal produktivnost izobutilaldehida za ~1.4 krat. Ker aktivnost alkoholne dehidrogenaze (ADH) niso zaznali, to namiguje da sev ni sintetiziral IBA. Da pa bi omogočili sintetezo IBA, so zraven integrirali še ADH YqhD. Prav tako so merili toleranco S. elongatus do izobutilaldehida in IBA ter pokazali, da je za divji tip bolj toksičen IBA. Spremenjen sev je za 8 dni ostal aktiven in uspel sintetizirati izobutilaldehid v večji meri kot alge ali cianobakterije, ki so producirale etanol, vodik ali lipide. Ti rezultati izpolnjujejo obljubo direktne pretvorbe CO2 v alternativna goriva in kemikalije, ki obidejo potrebo po dekonstrukciji biomase.