В настоящее время широко признано, что основной причиной глобального потепления является увеличение углекислого газа в атмосфере нашей планеты и парниковый эффект. Ученые предлагают разработать технологии связывания атмосферного CO₂ в минералы и предотвратить, тем самым, катастрофическое изменение климата, ожидающее человечество в будущем. Новое исследование показало, что помочь в решении могут генно-модифицированные бактерии.

Углекислый газ, соприкасаясь с пористыми горными породами, связывается с ионами металлов и осаждается в виде карбонатов, например, в виде карбоната кальция CaCO₃. Процесс может занимать тысячи лет. Биохимики Дженни Капуччио и ее коллеги из Национальной Лаборатории в Беркли изучили влияние часто встречаемых в растворах кальциевых солей видов бактерий на связывание CO₂.

Как выяснили исследователи, карбонат кальция CaCO₃ образуется быстрее в растворах с бактериями, чем в стерильных условиях. Кроме того, получающиеся минералы различались по строению, -- в таких случаях образовывались кристаллы кальцита, а не аморфные осадки, как в стерильных условиях. Заинтригованные ученые предположили, что процесс связывания углекислого с ионами кальция газа каким-то образом ускоряется на поверхности бактерий.

Развивая эту идею, они решили модифицировать бактерию Caulobacter vibrioides, изменив ее поверхность и повысить связываемость ионов кальция. Капуччио и коллеги встроили в бактерий генетические конструкции с участками ДНК, кодирующими короткие петлеобразные структуры из шести остатков глутаминовой кислоты. Эти петли выпирают над белками поверхности бактерий и образуют гексагональные структуры. На каждом из шести остатков аминокислот по шесть отрицательных зарядов. Ученые предположили, что в негативно заряженные петли хорошо вписываются положительно заряженные ионы кальция в воде, и это ускоряет процесс связывания углекислого газа в CaCO₃.

Такой подход сработал. Когда экспериментаторы закачали CO₂ в сосуды с модифицированными бактериями, то эффективность связывания CaCO₃ была даже еще выше, чем в с сосудах с обычными бактериями. Капуччио надеется, что похожими методами удастся в будущем модифицировать обитающих в горячих источниках и подземных пещерах бактерий и усилить таким образом связывание углекислого газа в природных условиях.

Источник новости: http://news.sciencemag.org/sciencenow/2012/02/genetically-engineered-bacteria-.html

Пересказал А. Ермаков