Исследование, опубликованное в Nature Communications, показывает, что способность некоторых насекомых эффективно переваривать целлюлозу может быть использована в промышленных процессах, таких как производство экологически чистого низкоуглеродного топлива для сокращения выбросов парниковых газов, связанных с использованием ископаемого топлива.Неожиданная находка произошла, когда команда из Йоркского университета изучала пищеварительную систему болтунов, которая, как ранее было показано, питается кристаллической целлюлозой, натуральным волокном, в изобилии содержащимся в соломе, бумаге и картоне.Профессор Саймон МакКуин Мейсон с факультета биологии Йоркского университета сказал: «Огнедышки принадлежат к одной из самых примитивных групп насекомых; они появились на суше в девонский период, около 420 миллионов лет назад. Несмотря на эту долгую эволюционную историю, однако эти насекомые обычно игнорируются учеными: «Целлюлоза образует волокна, которые придают клеточным стенкам растений их прочность, и имеет высокую степень структурной упорядоченности, что делает их прочными и прочными».
До сих пор оставалось загадкой, как головорезы нашли способ так эффективно переваривать целлюлозу. Изучив свою пищеварительную систему, ученые обнаружили то, чего не ожидали.Доктор Федерико Саббадин из факультета биологии Йоркского университета сказал: «Внутри кишечника этих головорезов была группа нехарактеризованных белков, которые составляют 20% их углеводных пищеварительных ферментов.
«При дальнейшем осмотре эти белки оказались ферментами нового класса, называемыми литическими полисахаридмонооксигеназами (LPMO), которые атакуют кристаллические полисахариды. Наше исследование показало, что эти ферменты используются огненными головорезами для значительного увеличения скорости переваривания целлюлозы».Ранее было известно, что LPMO встречаются только в грибах, бактериях и вирусах, но анализ этого нового семейства показал, что они широко распространены среди беспозвоночных. Ученые предполагают, что эти ферменты могут быть использованы в промышленных процессах для расщепления целлюлозы на ферментируемые сахара для производства биотоплива.
Профессор Маккуин Мейсон сказал: «Эти пищеварительные LPMO, по-видимому, произошли от ферментов, которые переваривают вещество под названием хитин, которое защищает дыхательную систему насекомых.«Мы обнаружили, что эти предковые гены необходимы для метаморфоза и что вмешательство в их функции смертельно для насекомых.
Это может иметь важные последствия для разработки новых методов борьбы с болезнетворными комарами и сельскохозяйственными вредителями, такими как саранча».