E Colibakterier: stammar som utvecklats i laboratorier använder koldioxid istället för organiska föreningar
Under flera månader producerade forskare i Israel stammar av E Coli -bakterier. Dessa använder CO2 för att generera energi istället för organiska föreningar. En sådan prestation inom syntetisk biologi understryker bakteriemetabolismens otroliga plasticitet. Studien kan också utgöra ramarna för framtida klimatneutral ekologisk produktion.
E Colibakterier som energikällor
Den levande världen är indelad i autotrofer och heterotrofer. Den förra omvandlar oorganisk CO2 till biomassa, medan den senare förbrukar organiska föreningar. Autotrofa organismer dominerar biomassan på jorden och tillhandahåller mycket av vår mat och bränsle. En bättre förståelse av principerna för autotrof tillväxt och metoderna för att förbättra den är avgörande för vägen till hållbarhet.
"Vårt främsta mål var att skapa en praktisk vetenskaplig plattform för att förbättra CO2 -förbrukningen. Detta kan hjälpa till att hantera utmaningarna kring hållbar produktion av livsmedel och bränslen, liksom den globala uppvärmningen från koldioxidutsläpp". Det här säger huvudförfattaren Ron Milo, systembiolog vid Weizmann Institute for Science. "Att omvandla kolet i E. coli, bioteknikens arbetshäst, från organiskt kol till CO2 är ett viktigt steg för att bygga en sådan plattform."
En stor utmaning inom syntetisk biologi var att skapa syntetisk autotropi i en heterotrof modellorganism. Trots ett stort intresse för förvaring av förnybar energi och mer hållbar livsmedelsproduktion har tidigare ansträngningar att utveckla industriellt relevanta heterotrofa modellorganismer att använda CO2 som enda kolkälla misslyckats. Tidigare försök att upprätta autokatalytisk CO2 -fixering i cykler i heterotrofer krävde alltid tillsats av organiska föreningar med flera kolatomer för att uppnå stabil tillväxt.
Nya perspektiv för hållbarhet
"Ur ett grundläggande vetenskapligt perspektiv ville vi ta reda på om en sådan grundläggande förändring i bakteriens kost, från beroende av socker till syntesen av all deras biomassa från CO2, är möjlig". Det här säger författaren Shmuel Gleizer, en doktorand vid Weizmann Institute of Science,. "Vi ville inte bara testa genomförbarheten av en sådan omvandling i laboratoriet. Vi bör också veta hur extrem en anpassning är när det gäller förändringar av bakterie -DNA -planen."
I framtida arbete kommer forskarna att försöka leverera energi genom förnybar el för att ta itu med problemet med CO2 -utsläpp. På detta sätt kan de också avgöra om omgivande atmosfäriska förhållanden kan stödja autotrofi. Dessa mutationer som är mest relevanta för autotrof tillväxt kan sedan minskas i enlighet därmed.
Du kan hitta mer om detta i Denna artikel.