Бактериите – скрито оръжие в борбата с редуцирането на парниковите газове?

Могат ли бактериите да помогнат на света за свиването на количествата парникови газове в бъдеще, вместо да ги изпускат в атмосферата? Европейски изследователи работят за обръщане на метаболизма на чревните бактерии, така че да се хранят с въглероден диоксид и по този начин да образуват продукти, които могат да се използват в индустрията, пише Euractiv.

През 2018 г. Германия е отделила 800 млн. тона емисии въглероден диоксид в околната среда. Като се има предвид, че климатичният неутралитет трябва да бъде основна цел в обозримо бъдеще, ще е необходимо да се намерят начини да се избегнат такива емисии или да бъдат усвоявани.

Как би могло да се случи това?

Една от възможностите е да се създадат нови химически продукти, като се използва въглеродният диоксид. 

Американската компания LanzaTech вече реализира подобна идея, използвайки отпадъчни газове от стоманодобивната промишленост за производство на етанол като биогориво.

„Вместо да оставяме въглеродните емисии да излизат през комина, ние ги събираме и преработваме чрез ферментация в нашия биореактор, точно както при производството на бира. Така ние произвеждаме етанол от тези емисии“, заяви ръководителят на компанията Дженифър Холмгрен.

Досега етанолът се произвежда от биомаса от селското стопанство. Проблемът е, че енергийните култури, необходими за тази цел, като царевица и рапица, изискват много място и обикновено се отглеждат в огромни монокултури.

През 2018 г. почти 21% от обработваемата земя на Германия, или общо 2,45 млн. хектара, са били използвани за производство на биомаса, което означава, че това пространство не може да бъде използвано за производство на храни.

Биохимичните процеси като газовата ферментация очертават нови начини да се избегне мащабното отглеждане на биомаса за производство на етанол и вместо това той да се произвежда от промишлени газове. Ключът към това са генетично модифицираните чревни бактерии. Учени са успели да препрограмират метаболизма на този тип бактерии, така че да се хранят с водород и въглероден диоксид вместо с въглехидрати.

Те биват „обучени“  да могат да произвеждат други вещества от въглеродния диоксид, обяснява проф. Волкер Мюлер от университета „Йохан Волфганг Гьоте“ във Франкфурт.

В сътрудничество с негови колеги от Университетите в Нотингам, Улм и Тулуза микробиологът изследва тези бактерии, които се хранят с въглерод.

„Ние оптимизираме този процес чрез генетично модифициране на бактериите “, добави Мюлер.

Целта е да се използват чревни бактерии за създаване на напълно различни вещества, като така наречената 3-хидроксипропионова киселина, която е много търсена в химическата индустрия. Чрез тази киселина се произвежда биопластмасата. Като се има предвид, че досега производственият процес остава сравнително скъп, този продукт все още не е успял да се утвърди на пазара.

В момента Мюлер работи върху подобряването на енергийния баланс на бактериите, така че в процеса да се получават по-големи количества 3-хидроксипропионова киселина. В същото време в друг проект той изследва как търсената киселина може да се произвежда и от метанол - също чрез бактериален метаболизъм.

Въпреки че възможността за обръщане на метаболизма на бактериите има голям потенциал, все още това не би било достатъчно за фундаментално намаляване на въглеродните емисии.