O bacterie a fost modificată pentru a consuma dioxid de carbon
Realizarea ar putea transforma Escherichia coli într-un sistem biologic pentru producerea de energie și chiar de hrană.
Bacteriile Escherichia coli au fost modificate pentru a crește prin consumul de dioxid de carbon. [IStock/Claudio Ventrella]
Cercetătorii au creat o tulpină a bacteriei Escherichia coli care are capacitatea de a crește consumând dioxid de carbon în loc de zaharuri sau alte molecule organice.
Realizarea este o piatră de hotar, potrivit oamenilor de știință, deoarece modifică drastic funcționarea interioară a unuia dintre cele mai populare organisme model din biologie. Și în viitor, noua tulpină ar putea face posibilă producerea de molecule de carbon organice care ar putea fi utilizate ca biocombustibili sau pentru alimente. Produsele generate în acest mod ar avea emisii mai mici comparativ cu metodele convenționale de producție și ar putea chiar elimina gazul din aer. Lucrarea tocmai a fost publicată în Cell de Ron Milo, biolog de sisteme la Institutul de Științe Weizmann din Rehovot, și colaboratorii săi.
Plantele și cianobacteriile (microorganisme acvatice cu capacitate fotosintetică) folosesc energia luminii pentru a transforma sau fixa CO2 din aer în elementele constitutive ale vieții care conțin carbon, inclusiv ADN, proteine și grăsimi. Dar aceste organisme pot fi dificil de modificat genetic, ceea ce a încetinit eforturile de a le transforma în fabrici biologice.
În schimb, E. coli este relativ ușor de modificat, iar creșterea sa rapidă permite testarea și ajustarea modificărilor pentru a optimiza modificările genetice. Cu toate acestea, bacteriile preferă să crească pe zaharuri precum glucoza și, în loc să consume CO2, emit acest gaz ca un deșeu.
Autorii au petrecut ultimul deceniu manipulând „dieta” E. coli. În 2016, au creat o tulpină care consuma CO2, dar compusul reprezenta doar o parte din aportul de carbon al organismului; restul a fost obținut din piruvat, un compus organic cu care s-au hrănit bacteriile.
Dieta pe bază de gaze
Milo și echipa sa au folosit un amestec de inginerie genetică și evolutivă în laborator pentru a crea o tulpină de E. coli care să scoată tot carbonul din CO2. În primul rând, au introdus gene în bacterii care codifică o pereche de enzime care permit organismelor fotosintetice să transforme CO2 în carbon organic. Plantele și cianobacteriile folosesc lumina ca sursă de energie pentru a realiza această conversie, dar E. coli nu are această capacitate. Așadar, autorii au inserat o genă care permite bacteriilor să obțină energie dintr-o moleculă organică numită formiat.