미생물의 유전자 공학 :
2G 에탄올 생산은 미생물을 사용하여 바이오 매스에서 발견되는 복합 탄수화물을 발효 가능한 당로 전환시킨다. 유전자 공학을 통해 과학자들은 효모 또는 박테리아와 같은 이러한 미생물을 수정하고 최적화하여 리그 노 셀룰로오스를 분해하는 효율성을 향상시킬 수 있습니다. 특정 유전자를 도입하거나 기존 유전자를 변형시킴으로써, 연구자들은 셀룰로오스와 헤미 셀룰로스를 발효 가능한 당로 분해하는 효소를 생산하는 미생물의 능력을 향상시킬 수 있습니다.
변형 개발 및 최적화 :
유전학은 2G 에탄올 생산을 위해 특별히 맞춤화 된 미생물의 개선 된 균주의 발달을 가능하게한다. 과학자들은 유전자 스크리닝, 선택 및 육종을 통해 우수한 특성으로 균주를 식별하고 배양 할 수 있습니다. 이들 균주는 바이오 매스에 존재하는 억제제에 대한 내성이 높을 수 있으며, 설탕 이용률이 향상되고, 에탄올 생산 수율 증가 및 오염에 대한 내성 향상.
대사 경로 공학 :
유전자 연구는 에탄올 생산과 관련된 대사 경로를 설명하는 데 도움이됩니다. 이러한 경로를 이해함으로써 과학자들은 최적화를 목표로 할 수있는 주요 효소 또는 속도 제한 단계를 식별 할 수 있습니다. 대사 공학은 미생물의 유전자 구성을 조작하여 특정 효소 또는 경로를 도입하거나 변형시켜 에탄올 생산에 대한 대사 플럭스를 리디렉션하는 것을 포함한다.
개선 된 효소 생성 :
유전학은 바이오 매스 해체를위한 효율적인 효소의 발달에 기여합니다. 셀룰라아제, 헤미 셀룰 라제 및 리그니나 제와 같은 효소는 리그 노 셀룰로오스 바이오 매스의 복잡한 구조를 발효 가능한 당으로 분해하는 데 중요합니다. 유전자 공학은 이들 효소의 활성, 안정성 및 발현 수준을 향상시켜 바이오 매스 전환 효율이 향상 될 수있다.
억제제에 대한 내성 :
리그 노 셀룰로스 바이오 매스는 2G 에탄올 생산에 사용되는 미생물의 성장과 성능을 방해 할 수있는 억제제를 함유한다. 이들 억제제는 푸르 파울, 히드 록시 메틸 포르 파라 (HMF), 페놀 화합물 및 유기산을 포함한다. 유전자 공학을 통해 미생물을 수정하여 이들 억제제에 대한 내성 또는 저항성을 개발하여 높은 수준의 에탄올 생산을 유지할 수 있습니다.
공급 원료 활용 :
유전자 공학은 2G 에탄올 생산에 사용할 수있는 공급 원료의 범위를 확장합니다. 특정 유전자 또는 경로를 도입함으로써 미생물은 농업 잔류 물, 임업 폐기물 및 전용 에너지 작물을 포함한 다양한 유형의 바이오 매스를 발효 가능한 설탕으로 효율적으로 전환하도록 조작 할 수 있습니다.
유전자 선별 및 선택 :
Genetics는 대형 미생물 라이브러리의 빠르고 효율적인 스크리닝을위한 도구를 제공합니다. 고 처리량 스크리닝 기술은 높은 에탄올 수율, 억제제 내성 및 개선 된 효소 생성과 같은 원하는 특성을 갖는 미생물을 식별 할 수있게한다. 이러한 선택된 균주는 산업 응용 분야를 위해 추가로 개발되고 최적화 될 수 있습니다.
게놈 편집 기술 :
CRISPR-CAS9와 같은 게놈 편집 기술의 발전은 유전자 공학에 혁명을 일으켰습니다. 이 기술은 미생물의 유전자 구성을 조작하는 정확하고 효율적인 방법을 제공하여 2g 에탄올 생산을위한 개선 된 균주의 발달을 가속화합니다.
전반적으로, 유전학은 미생물, 균주 발달, 대사 경로 최적화, 개선 된 효소 생성, 억제제 내성, 공급 원료 다각화 및 효율적인 스크리닝을 가능하게함으로써 2G 에탄올 생산을 발전시키는 데 중요한 역할을한다. 이러한 유전 적 진보는 비용 효율적이고 지속 가능한 2G 에탄올 생산 공정의 개발에 기여합니다.
