A CO2-diéta Jüdische Allgemeine
Izraeli tudósok átprogramozzák a bélbaktériumokat, hogy táplálékot nyújtsanak a klímát elpusztító szén-dioxiddal
írta Ralf Balke 2019.12.12 15:28
Izraeli tudósok átprogramozzák a bélbaktériumokat, hogy táplálékot nyújtsanak a klímát elpusztító szén-dioxiddal
írta Ralf Balke 2019.12.12 15:28
Valójában meglehetősen ártalmatlan fickó lehet. Escherichia coli-ról (E. coli) beszélünk - közismert nevén coli baktériumok. Otthona a belek, ahol néhány fontos emésztési feladatot lát el. De a szokásos élőhelyén kívül az Escherichia coli egyes típusai meglehetősen kellemetlenek lehetnek, például epehólyag- vagy húgyúti betegségeket okozhatnak.
Különösen tartanak azoktól a változatoktól, amelyeket állatról emberre, vagy emberről emberre adnak át az ivóvízben, az ételben vagy a WC-ben található szaniter állapotok miatt. A gyomor- és bélproblémák leggyakoribb okai közé tartoznak, amelyeket általában hasmenésnek neveznek.
CUKOR De ha a híres Rehovot-i Weizmann Intézet izraeli tudósainak módja van, akkor a jövőben a coli baktériumnak nemcsak a belekben lesz kulcsszerepe. Fogalmakat kutatnak arról, hogyan lehet fegyverként használni az éghajlatváltozás elleni küzdelemben.
Az E. colit cianobaktériumok génjeivel dúsítottuk.
"Laboratóriumunk elsőként követte azt az ötletet, hogy a normális heterotróf organizmusok étrendjét úgy változtassák meg, hogy autotróf organizmusokká alakuljanak át" - mondja Ron Milo molekuláris biológus, felvázolva a mögöttes ötletet. Ez konkrétan azt jelenti, hogy az Escherichia coli menü gyökeresen megváltozott. Mivel valójában az E. coli baktériumok kizárólag cukorral táplálkoznak, ezért hívják őket heterotrófnak. A genetikai felépítésük manipulálásával most motiválni kell őket arra, hogy szilárd táplálék helyett egyék meg a környezetükben lévő levegőből származó szén-dioxidot - erről szól az autotrófia kifejezés.
UTÓPIA "Eleinte elég utópisztikusnak tűnt az egész" - mondja Milo. „Néhány utat is meg kellett tanulnunk az oda vezető úton. De végül be tudtuk bizonyítani, hogy ilyesmi valóban megvalósítható. Eredményeink kétségtelenül fontos mérföldkőnek számítanak számos új tudományos alkalmazás felé vezető úton, amelyeket ma már alig lehet elképzelni. "
Milo és csapata a Weizmann Intézet növény- és környezettudományi osztályán tíz éve dolgoznak ezen a projekten. Az első szakaszban a Shmuel Gleizer által vezetett tudósok egy csoportja úgynevezett cianobaktériumok egyes génjeivel gazdagította a normál E. coli baktériumokat, például azokat, amelyeket gyakran használnak az iparban vagy a kutatólaboratóriumokban. Ezek elsősorban vízben élő mikroorganizmusok, amelyek fotoszintézisre képesek. De mivel a fény nem volt szó e genetikailag módosított baktériumok energiaforrásáról, a tudósok egy másik gén alatt szurkolták az egészet, amely szerves molekulák formájában szolgáltatja az energiát.
ÁTNEVELÉS De az így termelt baktériumok valahogy még nem voltak igazán étvágygerjesztők a CO2 iránt. Még mindig cukrot akartak. A második szakaszban "átképezték őket". A tudósok diétát adtak nekik, amely formiátot, hangyasavból, szén-dioxidból és kis mennyiségű cukorból álló aniont tartalmaz, és ezeket folyamatosan csökkentik. Ily módon elindult egy evolúciós folyamat, amelynek során csak azokat a baktériumokat használták fel és kondicionálták, amelyek túlélték ezt az eljárást.
Hamarosan közülük az első teljesen cukor nélkül tudott kijönni. "Tizenegy gén evolúciós változását figyeltük meg" - jelenti büszkén Milo. A harmadik fázisban csak szén-dioxidot kaptak a 13 izotóppal, amely különbözik a sokkal gyakoribb széntől 12. Az így tenyésztett E. coli baktériumok elemzéséből kiderül, hogy biomasszájuk pontosan ezt a szenet kapta meg, ami arra utal, hogy a beadott levegőből nyerték, és nem más forrásból.
BIOMASS Jelenleg az új E. coli baktériumoknak még mindig szükségük van öt százalékos szén-dioxid-tartalmú levegőre - ez százszor nagyobb koncentrációnak felel meg, mint a légkörben általában. Hosszú távon azonban a géntechnológiával módosított E. colinak képesnek kell lennie megbirkózni a normális körülmények között. De ennek még időbe telhet, ahogy Milo hangsúlyozza. Ennek ellenére optimista. „Még azt is, amit eddig elértünk, sokan abszolút irreálisnak tartottak. Ezért hiszek igazán abban, hogy ezt a mérföldkövet is elérjem. "
Hosszú távon célja olyan E. coli baktériumok kifejlesztése, amelyek képesek annyi szenet megkötni, hogy egyfajta biomasszává váljanak. Ez pedig kiindulópontként szolgálhat olyan bioüzemanyagok előállításához, amelyek előállításának és elégetésének nincsenek negatív következményei az éghajlatra, mert a felszabaduló szén-dioxid egyébként is a légkörből származik.
"A baktériumok még nem tudnak túlélni önmagukban" - mondja Milo. „Ezen még dolgozunk.” Azt sem szabad elképzelni, hogy a géntechnológiával módosított Escherichia coli egyszerűen ki van téve, majd vidáman csökkenti az üvegházhatású gázokat. "Egy ilyen jellegű beavatkozás túl sok, nehezen felmérhető kockázattal jár."
Amit még el tud képzelni, az a korai felhasználás a mezőgazdaságban. A Rehovot-i kutatás sokat foglalkozik a baktériumok szénmegkötési képességeivel, ami javíthatja a növények fotoszintézisét. - És ezzel együtt a terméshozam.