EnviroNews | Фахівці з екологічних новин

Останній рубіж журналістських розслідувань

(Світові новини EnviroNews) - Тель-Авів, Ізраїль - Дослідники створили новий штам кишкової палички, або кишкової палички, який може “з’їсти” вуглекислий газ і перетворити його в енергію. Вони кажуть, що синтетична форма життя може колись допомогти зменшити глобальні парникові гази. Вони сподіваються, що цей нещодавно спроектований організм зможе перетворити атмосферний вуглекислий газ (CO2) у їжу, паливо та органічні хімічні речовини, які може використовувати людина, одночасно протидіючи антропогенним змінам клімату.

У дослідженні, опублікованому в Cell, вчені з Інституту науки Вейцмана в Ізраїлі оголосили, що створили нову бактерію, яка споживає для енергії СО2, а не органічні сполуки, такі як цукор і жири. Хоча дослідження має велике застереження - в даний час процес виробляє більше СО2, ніж споживає, - дослідницька група вважає, що їх робота може забезпечити основу для нейтральних вуглецю джерел енергії в майбутньому.

Органічна хімія для чайників: чому бактерії не їдять вуглець у природі

Живі істоти поділяються на два типи організмів. Є автотрофи, як рослини, які створюють власну їжу з неорганічних матеріалів, таких як світло та вуглекислий газ. І є гетеротрофи, як тварини та деякі форми бактерій, які, щоб вижити, покладаються на з’їдання інших організмів та органічних сполук. Автотрофи складають більшу частину біомаси Землі - і вони сприяють багатьом джерелам їжі та палива людства.

З 1970-х років вчені, що працюють у галузі синтетичної біології, прагнуть створити в лабораторії гетеротрофи, такі як кишкова паличка. Частиною їхньої мети було вироблення штаму бактерій, здатних харчуватися неорганічними речовинами для отримання енергії - іншими словами, перетворювати гетеротроф в автотроф з метою споживання CO2.

Згідно з прес-релізом, дослідницька група місяцями працювала над перетворенням їжі кишкової палички з цукру на CO2. Першим завданням було з’ясувати, наскільки лабораторний розвиток бактерії знадобиться для успішного експерименту.

Незважаючи на широкий інтерес до зберігання відновлюваних джерел енергії та більш стійкого виробництва продуктів харчування, минулі зусилля з розробки промислово релевантних гетеротрофних модельних організмів для використання СО2 як єдиного джерела їжі зазнали невдачі, пояснюється далі. Ізраїльська команда змогла змінити метаболічні процеси бактерій, щоб отримати всю свою масу із СО2. Протягом декількох місяців члени поступово виділяли штам, щоб зробити бактерії більш залежними від його росту, а не від цукру, для його росту.

Адаптація до автотрофії для бактерій кишкової палички

"Дослідження вперше описує успішну трансформацію способу росту бактерії", - сказав у прес-релізі докторант Інституту науки Вайцмана Шмуель Глейзер. "Навчити кишкову бактерію робити трюки, якими славляться рослини, було справжнім пострілом ... [Але] крім того, дивуючи відносно невелику кількість генетичних змін, необхідних для цього переходу".

Створена та розвинена автотрофна кишкова паличка

Але команда визнає найбільше обмеження дослідження: розроблені бактерії випльовують більше СО2, ніж споживають. Автори також зазначають, що необхідні додаткові дослідження, щоб побачити, чи можливо масштабувати підхід для широко розповсюджених промислових застосувань. У майбутньому ці вчені прагнуть використовувати електроенергію як джерело енергії, усуваючи таким чином надмірне виділення СО2. На даний момент вони описують дослідження як "сходинку" до більш стійких видів виробництва.

"Коли ми розпочали спрямований еволюційний процес, ми не мали уявлення про свої шанси на успіх, і в літературі не було прецедентів, які могли б направити або запропонувати можливість такої надзвичайної трансформації", - додав Глейзер. "Крім того, дивування, зрештою, було порівняно невеликою кількістю генетичних змін, необхідних для здійснення цього переходу".

Примітка редактора: Слід зазначити, що, оскільки це перший раз, коли бактерії були спроектовані для того, щоб жити та вирощуватись із раціону, що містить виключно вуглець, для дослідження цієї історії не було доступно жодної інформації про будь-який потенційний вплив на навколишнє середовище чи потенційний вплив на здоров'я організмів або екосистем, якщо бактерії звільняться і знаходять спосіб самостійного розмноження в дикій природі.