إنتاج الوقود الحيوي من الطحالب البحرية المُعدّلة وراثياً

إكتشف علماء الأحياء في جامعة كاليفورنيا في سان ديجو لأول مرة أن الطحالب البحرية يمكن أن تكون بنفس قدرة طحالب المياه العذبة في إنتاج الوقود الحيوي.

فعمل علماء الهندسة الوراثية على تطوير الطحالب البحرية لإنتاج خمسة أنواع مختلفة من الإنزيمات المهمة صناعيًا ويقولون إن نفس العملية التي استخدموها يمكن أن تُستخدم لتعزيز إنتاجية المركبات الشبيهة بالنفط من هذه الطحالب البحرية. وترد تفاصيل إنجازهم في ورقة بحثية نُشرت في مجلة Algal Research.

القدرة على تحويل الطحالب البحرية المُعدلة وراثياً إلى وقود حيوي من الممكن أن يتم في بيئات متنوعة ملائمة لنمو الطحالب لإنتاج الوقود الحيوي على عكس الذرة, على سبيل المثال، التي تستخدم لإنتاج الإيثانول كوقود حيوي، تتطلب أراضي زراعية والكثير من المياه العذبة. لكن دراسة جامعة كاليفورنيا في سان ديجو تشير إلى أنه يمكن إنتاج الوقود الطحلبي في المحيط أو في المياه المالحة أو حتى في الأراضي الزراعية التي لم يعُد من الممكن زراعة المحاصيل بها بسبب ارتفاع نسبة الملح في تربتها.

وقال ستيفن مايفيلد، أستاذ علم الأحياء بجامعة كاليفورنيا في سان ديجو، الذي ترأس مشروع البحث: “ما أظهره بحثنا هو أنه يمكننا أن نحقق في الأنواع البحرية ما قمنا بفعله في أنواع المياه العذبة”. أيضاً وجدوا أن الأنواع البحرية من الطحالب تميل إلى تحمُّل درجات ملوحة البيئة، على عكس العديد من أنواع المياه العذبة التي لا تفعل ذلك.

وأضاف مايفيلد، الذي يدير أيضًا مركز سان ديجو للتكنولوجيا الحيوية للطحالب، أو مجموعة SD-CAB، وهي مجموعة من المؤسسات البحثية في المنطقة تعمل على إنتاج الوقود الحيوي من الطحالب واستخدامه في المستقبل بدلاً من الوقود الحفري: “لقد عملنا على مدار أربعين عاماً على أنواع طحالب المياه العذبة. “نحن نعرف كيفية زراعتها، والتلاعب بها وراثيًا، وتخليق البروتينات – كل الأشياء اللازمة لجعل الوقود الحيوي متاح في المستقبل. كان من المفترض أن نفعل الشيء نفسه في الأنواع البحرية، ولكن كان هناك دائمًا بعض الشكوك حول ما إذا كان ممكن فعل ذلك حقًا”.

وصل النقاش ذروته عندما نشرت لجنة تابعة للأكاديمية الوطنية للعلوم تدرس مستقبل الوقود الحيوي للطحالب والتابعة لوزارة الطاقة الأمريكية تقريراً يشير إلى أن إنتاج الوقود الحيوي من طحالب المياه العذبة قد يكون محدوداً, كما إنه لا توجد دراسة بحثية منشورة أثبتت جدوى استخدام الأنواع البحرية المُعدّلة وراثياً من الطحالب.

وقال مايفيلد “لكن الآن قمنا بذلك”. “ما يعنيه أنه يمكنك استخدام مياه المحيط لتنمية الطحالب التي سيتم استخدامها لإنتاج الوقود الحيوي. وبمجرد استخدام مياه المحيط، لم تعد محدودة بسبب القيود المرتبطة بالمياه العذبة. فمياه المحيطات ليست ببساطة موارد محدودة على هذا الكوكب.”

وركّز علماء الأحياء دراستهم في جامعة كاليفورنيا في سان ديجو على الأنواع البحرية من الطحالب، على سبيل المثال Dunaliella tertiolecta، والتي استهدفها العلماء في وقت سابق لإنتاج الوقود الحيوي بسبب ارتفاع نسبة الزيت بها والقدرة على النمو بسرعة في ظل الظروف الحمضية والملوحة العالية. لإثبات أنه يمكن استخدامها في إنتاج الوقود الحيوي التجاري، وقاموا بإدخال خمسة جينات في الطحالب التي بدورها أنتجت خمسة أنواع مختلفة من الأنزيمات والتي يمكن استخدامها في أغراض صناعية ليس فقط لتحويل الكتلة الحيوية إلى وقود، ولكن أيضًا لزيادة توافر المغذيات في أعلاف الحيوانات. بعض هذه الأنزيمات، على سبيل المثال، جاءت من الفطريات التي تحلل المواد النباتية إلى سكريات بسيطة.

قال العلماء في بحثهم “نأمل أن نقرر في النهاية ما إذا كان يمكن استخدام الكتلة الحيوية، بعد استخراج الزيت، كإضافة لتحسين الأعلاف الحيوانية حيث يُعتبر علف الحيوان سوق كبير نسبياً قد يكون قادرًا على الإستفادة من الطحالب كبروتينات تُضاف للأعلاف “.

إنتاج الوقود الحيوي من الطحالب البحرية المُعدلة وراثياً