Направленная эволюция учит бактерии поглощать углекислый газ

Исследователи из Научного института Вейцмана создали новый вид бактерий, который может эффективно «питаться» воздухом. Внимательно направляя эволюцию кишечной палочки в лаборатории, ученым удалось отучить их от предпочтительного рациона сахара и переключиться на углекислый газ в воздухе вокруг них.

Вся жизнь на Земле строит свою биомассу из углерода. Вообще говоря, на Земле существует два типа организмов, которые различаются в зависимости от того, откуда они берут углерод.

Автотрофы поглощают углекислый газ из воздуха и превращают его в полезный углерод – наиболее очевидным примером являются растения. Гетеротрофы, с другой стороны, получают свой углерод от употребления в пищу других организмов – сюда входят все животные, грибы и большинство бактерий.

Обычно организм является или одним или другим, но теперь исследователи сообщают о первом случае изменения типа организма.

«Наша лаборатория была первой, кто занялся идеей изменить рацион нормального гетеротрофа (который питается органическими веществами), чтобы превратить его в автотрофизм («жить в эфире»), – говорит Рон Мило, ведущий автор исследования.

«Сначала это казалось невозможно, но на этом пути мы многому научились, и в конце мы показали, что это действительно можно сделать. Наши результаты являются важной вехой на пути к нашей цели эффективного, экологичного научного применения».

Для начала команда ученых отредактировала E.coli, добавив в нее определенные гены, которые растения используют для выделения углерода из CO2, а также ген, который позволяет бактериям получать энергию из формиата. Затем ученые попытались заставить E. coli развиваться в определенном направлении, осторожно манипулируя окружающей средой.

Со временем исследователи давали новым поколениям бактерий все меньше и меньше сахара. Примерно через 200 дней некоторые бактерии кишечной палочки полностью перешли на употребление CO2.

Чтобы удостовериться, что они не нашли себе других питательных веществ, некоторые из них снабдили более тяжелым изотопом CO2, а затем взвесили. И, конечно же, вес, который они набрали, точно соответствовал ожидаемой массе, если бы они съели CO2.

В настоящее время бактерии можно выращивать для производства таких продуктов, как антибиотики, графен и топливо, но обычно их нужно кормить большим количеством сахара в форме кукурузного сиропа.

Исследователи говорят, что эти новые бактерии могут питаться только атмосферным CO2 и получать энергию из возобновляемых источников энергии, что делает любые конечные продукты и топливо, которые они производят, по существу нейтральными в отношении углерода.

Исследование было опубликовано в журнале Cell.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

0 0 голос
Рейтинг
Войти с помощью: 
Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментарий
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
Share via
0
Будем рады вашим мыслям, пожалуйста, прокомментируйте.x
()
x

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: