Dieta cu CO2 Jüdische Allgemeine
Oamenii de știință israelieni reprogramează bacteriile intestinale pentru a se hrăni cu dioxidul de carbon ucigaș al climatului
de Ralf Balke 12/12/2019 15:28
Oamenii de știință israelieni reprogramează bacteriile intestinale pentru a se hrăni cu dioxidul de carbon ucigaș al climatului
de Ralf Balke 12/12/2019 15:28
De fapt, el poate fi un tip destul de inofensiv. Vorbim despre Escherichia coli (E. coli) - cunoscută în mod obișnuit sub numele de bacterii coli. Casa sa este intestinele, unde îndeplinește câteva sarcini digestive importante. Dar în afara habitatului său normal, unele tipuri de Escherichia coli pot deveni destul de neplăcute, de exemplu cauzând boli ale vezicii biliare sau ale tractului urinar.
Variantele care sunt transmise de la animal la om sau de la persoană la persoană din cauza condițiilor nesanitare din apa de băut, din alimente sau din toalete sunt deosebit de temute. Acestea sunt printre cele mai frecvente cauze ale problemelor stomacale și intestinale, denumite în mod obișnuit diaree.
ZAHĂR Dar dacă oamenii de știință israelieni de la renumitul Institut Weizmann din Rehovot își propun calea, atunci bacteria coli va juca mai mult decât un rol cheie în intestin în viitor. Ei cercetează concepte despre modul în care poate fi folosit ca armă în lupta împotriva schimbărilor climatice.
Bacteriile E. coli au fost îmbogățite cu gene din cianobacterii.
„Laboratorul nostru a fost primul care a urmărit ideea schimbării dietei organismelor heterotrofe normale în așa fel încât acestea să fie transformate în organisme autotrofe”, spune biologul molecular Ron Milo, subliniind ideea din spatele acestuia. Mai exact, aceasta înseamnă că meniul Escherichia coli a fost modificat radical. Deoarece bacteriile E. coli se hrănesc exclusiv cu zahăr, motiv pentru care sunt numite heterotrofe. Prin manipularea compoziției lor genetice, ar trebui acum să fie motivați să mănânce dioxidul de carbon din aerul din mediul lor în loc de hrană solidă - asta înseamnă termenul de autotrofie.
UTOPIE „La început totul părea destul de utopic”, spune Milo. „De asemenea, a trebuit să învățăm câteva lecții pe parcurs. Dar în cele din urmă am reușit să dovedim că așa ceva se poate face de fapt. Rezultatele noastre sunt, fără îndoială, o etapă importantă în drumul către numeroase noi aplicații științifice, despre care cu greu ne putem imagina astăzi. "
Milo și echipa sa din departamentul de științe ale plantelor și mediului de la Institutul Weizmann lucrează la acest proiect de zece ani. În prima fază, un grup de oameni de știință condus de Shmuel Gleizer a îmbogățit bacteriile normale E. coli, precum cele utilizate adesea în industrie sau în laboratoarele de cercetare, cu unele gene din așa-numitele cianobacterii. Acestea sunt microorganisme care trăiesc în principal în apă și sunt capabile de fotosinteză. Dar, din moment ce lumina a fost exclusă ca sursă de energie pentru aceste bacterii modificate genetic, oamenii de știință au înveselit totul sub o altă genă care furnizează energie sub formă de molecule organice.
REEDUCARE Dar cumva bacteriile produse în acest mod nu aveau încă un apetit real pentru CO2. Mai doreau zahăr. În a doua fază au fost „reeducați”. Oamenii de știință le-au dat o dietă formată din formiat, un anion derivat din acid formic, dioxid de carbon și cantități mici de zahăr, care au fost reduse continuu. În acest fel, a fost pus în mișcare un proces evolutiv, prin care numai bacteriile care au supraviețuit acestei proceduri au fost utilizate și condiționate.
În curând, primul dintre ei a reușit să se înțeleagă complet fără zahăr. „Am observat schimbări evolutive în unsprezece gene”, relatează Milo cu mândrie. Într-o a treia fază, li s-a dat doar dioxid de carbon cu izotopul carbon 13, care diferă de carbonul mult mai comun 12. Analiza bacteriilor E. coli astfel cultivate ar trebui să dezvăluie că biomasa lor a primit exact acest carbon, ceea ce sugerează că l-au obținut din aerul administrat și nu din orice altă sursă.
BIOMASA În acest moment, noile bacterii E. coli au încă nevoie de aer cu un conținut de dioxid de carbon de cinci procente - aceasta corespunde unei concentrații de o sută de ori mai mari decât cea care se găsește în mod normal în atmosferă. Pe termen lung, totuși, E. coli modificat genetic ar trebui să poată face față condițiilor normale. Dar acest lucru poate dura, așa cum subliniază Milo. Totuși, este optimist. „Chiar și ceea ce am realizat până acum, mulți au considerat absolut nerealist. De aceea cred cu adevărat în atingerea acestei etape ".
Pe termen lung, scopul său este de a dezvolta bacterii E. coli care sunt capabile să fixeze atât de mult carbon încât să devină un fel de biomasă. La rândul său, acesta poate fi folosit ca punct de plecare pentru a produce biocombustibili, a căror producție și combustie nu au consecințe negative asupra climei, deoarece dioxidul de carbon eliberat provine oricum din atmosferă.
„Bacteriile nu pot încă supraviețui singure”, spune Milo. „Încă lucrăm la asta.” Nici nu ar trebui să ne imaginăm că Escherichia coli modificată genetic sunt pur și simplu expuse și apoi reduc cu voie bună gazele cu efect de seră. „O astfel de intervenție în natură implică prea multe riscuri greu de evaluat”.
Ceea ce își poate imagina în continuare este utilizarea timpurie a acestora în agricultură. Cercetarea din Rehovot se ocupă foarte mult de abilitățile bacteriilor de a fixa carbonul, care la rândul său ar putea îmbunătăți fotosinteza plantelor. „Și odată cu aceasta randamentul pe teren”.