Главная » 2012 » Март » 30 » Учёные научили бактерии превращать углекислый газ в спирт
08:21
Учёные научили бактерии превращать углекислый газ в спирт
Американские ученые создали особый штамм бактерий из рода Ralstonia, которые поглощают углекислый газ и перерабатывают его в бутанол и другие простые спирты, которые можно использовать в качестве биотоплива, говорится в статье, опубликованной в журнале Science. На сегодняшний день биологи вывели несколько штаммов кишечной палочки и других бактерий, способных превращать растительное сырье или другую органику в биотопливо. Во многих случаях исследователи добивались успеха, однако в подавляющем числе случаев эффективность таких бактериальных "мануфактур" намного ниже минимально допустимых значений для их коммерческого применения.
Группа биохимиков под руководством Джеймса Ляо (James Liao) из университета штата Калифорния в Лос-Анжелесе проводила опыты с различными штаммами бактерии Ralstonia eutropha.
Как объясняют ученые, эта бацилла относится к особому классу бактерий, которые могут питаться водородом и не нуждаются в кислороде или в других "особых" условиях среды для выживания. Ферменты из семейства гидрогеназ - окислителей водорода - являются ключевым элементом микроба для его выживания. Достаточно долгое время ученые пытаются "прочитать" молекулярную структуру растворимой версии этой фермента, что позволит синтезировать и использовать его без участия бактерий.
Ляо и его коллеги вставили в геном Ralstonia eutropha несколько генов, заставляющих ее превращать излишки энергии в бутанол и другие органические спирты. Осталось найти надежный и безопасный источник водорода - использование чистого водорода было бы крайне опасным занятием, так как любая утечка может обернуться мощнейшим взрывом.
Авторы статьи воспользовались тем, что бактерия умеет использовать молекулы муравьиной кислоты в качестве источника водорода. Ralstonia eutropha поглощает молекулы кислоты, расщепляет ее на молекулу водорода и углекислого газа и использует первую как "топливо", а вторую - в качестве "стройматериалов" клетки. При этом муравьиную кислоту достаточно легко получить, если одновременно пропускать через воду углекислый газ и электрический ток.
Биохимики проверили работу бактериальной "мануфактуры", поместив колонию бактерий в сосуд, через который пропускался электрический ток и углекислый газ. К разочарованию ученых, ток блокировал рост колонии, так как в жидкости постоянно появлялись токсичные для микробов пероксид водорода, оксид азота и атомарный кислород.
Исследователи решили эту проблему, обернув анод - отрицательный полюс устройства - тонким слоем пористой керамики. Керамическая "чаша" действовала как частично проницаемая мембрана, пропускающая молекулы муравьиной кислоты и препятствующая "побегу" токсичных соединений.
По оценкам Ляо и его коллег, такая конструкция позволяет колонии расти и вырабатывает приемлемое количество биотоплива. Как считают ученые, их изобретение может применяться для получения биотоплива из электричества, вырабатываемого солнечными батареями, ветряками и другими возобновляемыми источниками энергии.
Американские ученые создали особый штамм бактерий из рода Ralstonia, которые поглощают углекислый газ и перерабатывают его в бутанол и другие простые спирты, которые можно использовать в качестве биотоплива, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.
