Onderin een regenwoud is een bacterie aangetroffen die tegen ionische vloeistoffen kan. Een uiterst nuttige eigenschap bij het omzetten van houtige biomassa in biobrandstof, zo wordt deze week gerapporteerd in PNAS.

Zulke ‘ionische vloeistoffen’ zijn organische zouten met een smeltpunt dat ver beneden de 100 graden Celsius ligt. Al eerder is ontdekt dat je ze kunt gebruiken om lignocellulose uit biomassa vrij te maken. De lignine, waarin die lignocellulose zit ingebed, lost er namelijk in op. De volgende stap is dan dat je micro-organismen op de resterende celluloseketens loslaat teneinde ze af te breken tot het eindproduct bio-ethanol.

Probleem is alleen dat ionische vloeistoffen dodelijk zijn voor het gemiddelde micro-organisme. Het zijn immers zouten, die de neiging hebben om giganische osmotische drukken te genereren wanneer er water bij komt. Wanneer je je biomassa na de voorbehandeling niet héél grondig uitwast, kun je de verdere fermentatie wel vergeten.

De oplossing lijkt nu te worden aangedragen door Enterobacter lignolyticus, een bodembacterie die voorkomt in het tropisch regenwoud. Deze soort blijkt redelijk veel ionische vloeistof in zijn omgeving te tolereren. De onderzoekers hebben het uitgeprobeerd met 0,5 M 1-ethyl-3-methylimidazoliumchloride (C2mim-Cl), en dat overleefde hij gewoon.

Met zulke resultaten kun je er over gaan denken om het complete biomassa-verwerkingsproces in één reactor uit te voeren. Na de voorbehandeling laat je nog steeds je ionische vloeistof er uit lopen teneinde haar opnieuw te kunnen gebruiken, maar het kan geen kwaad meer wanner er een beetje aan de biomassa blijft hangen.

De onderzoekers hebben ook kunnen achterhalen hoe de bacterie dit kunstje flikt. Hij blijkt in staat om zijn genetische expressie dusdanig te wijzigen dat de permeabiliteit van zijn celmembraan vermindert, terwijl tegelijk extra transporteiwitten worden aangemaakt die de ionen naar buiten werken voordat ze schade kunnen aanrichten.

Het idee is nu om de hiervoor verantwoordelijke genen over te zetten naar andere micro-organismen, die efficiënter zijn in het verwerken van lignocellulose.

bron: Lawrence Livermore National Laboratory, Berkeley Lab