وقود المستقبل بنكهة البرتقال من زيت الليمونين

"تيموثي برينان", مهندس كيمياء حيوية وقد حصل على درجة الدكتوراة من المعهد الأسترالي للهندسة الحيوية وتكنولوجيا النانو بجامعة كوينزلاند (AIBN) والحائز على جائزة كوينزلاند في *مختبر الشهرة بأستراليا سنة 2014. ركز مشروع الدكتوراة الخاص به على سلالات الخميرة المُعدلة وراثيًا لإنتاج الوقود النفاث، كجزء من مبادرة الوقود المستدام في كوينزلاند (QSAFI).

أجرى تيم وزملاؤه في المعهد بعض التجارب على الخميرة المُعدلة وراثيًا لمساعدتها على إنتاج زيت الليمونين، ويوجد زيت الليمونين بشكل طبيعي في الليمون والبرتقال، ويُمكن أيضًا إستخدامه كوقود نفاث فعّال.

يقول تيم: “الليمونين هيدروكربون له خصائص وقود نفاثة ممتازة وتفوق في الآونة الأخيرة على الوقود النفاث التقليدي في طائرة نموذجية”. كما إنه يدخل في منتجات التنظيف المنزلية التي تفوح منها رائحة الليمون والبرتقال، وُجد أن هذه مركبات ليست فقط لطيفة الرائحة بل إنها تساعد أيضاً على قتل الحشرات.”

يقول تيم: “يمكننا أن نأخذ جينات من البرتقال أو الليمون ونجمعها في الخميرة لتحويلها إلى مصانع ليمونين صغيرة، تتغذى على السكر وتُنتج أنواع الوقود النفاذة بنكهة البرتقال”.

وُجد أن الكميات الكبيرة من الليمونين سامة لخلايا الخميرة، وهذا يحد من كمية الوقود التي يمكن أن تُنتجها خلايا الخميرة قبل أن تقتلها. لذلك نجد الكثير من الباحثين يُنتجون بالفعل كميات صغيرة من الوقود الحيوي المشتق من الخميرة في جميع أنحاء العالم.

توصل تيم وزملاؤه إلى كيفية مساعدة الخميرة على البقاء في ظل الظروف السامة لإنتاج كميات أكبر من الوقود. فقاموا بإعادة تصميم المفاعل الحيوي بحيث يتم إزالة الوقود مباشرة بعد إنتاجه بواسطة الخميرة. وجدوا أن نفس الخميرة تقوم بإنتاج ما يصل إلى 700 مرة من الوقود مقارنة بالمفاعلات الحيوية التقليدية. كما أنهم يغيرون جينات الخميرة لمساعدتها على تحمل مستويات أعلى من الليمونين.

يقول تيم “من خلال تغيير جين واحد فقط، يمكنني تحسين مقاومة الخلايا، لذلك يمكنها إنتاج المزيد من الوقود. لكن العثور على هذا الجين لم يكن سهلاً – كان عليّ استخدام أقدم أداة في علم الأحياء، التطور التكيفي، لمساعدتي في الوصول إلى هناك”.

يقول تيم “لم أستطع الإنتظار حتى تتطور خلايا الخميرة بشكل طبيعي من تلقاء نفسها، لذلك قمت بتسريع التطور في المختبر. كل يوم كنت أتحداهم مع ليمونين أكثر بقليل من اليوم السابق. هذا الضغط البيئي الثابت يؤكد أن الخلايا الأكثر ملائمة فقط هى التي تعيش، وبعد شهرين قمت بعزل سلالة الخميرة التي كانت أكثر مقاومة من تلك التي بدأت بها”.

تعتبر هذة خطوة مهمة في زيادة إنتاج الوقود الحيوي بحيث يصبح بديلاً جديداً للوقود الأحفوري.

وقود المستقبل بنكهة البرتقال من زيت الليمونين