Onderzoekers van de Universiteit van Newcastle, VK hebben ontworpen Escherichia coli bacteriën om koolstofdioxide (CO ₂ ) met waterstofgas (H ₂ ) om het om te zetten in mierenzuur. Het onderzoek, vandaag gepubliceerd in Toegepaste en milieumicrobiologie verhoogt de mogelijkheid om atmosferische CO . om te zetten ₂ tot basischemicaliën.

Normaal gesproken, een enzym in E coli katalyseert het omgekeerde van deze reactie-productie van H ₂ en co ₂ uit mierenzuur. In de natuur, de laatste is vooral bekend als een soort azijn die mieren gebruiken om roofdieren af ​​te weren (Formic komt van het Latijnse 'formica', " wat mier betekent.)

Om de normale reactie om te keren in E coli , de onderzoekers lieten de bacteriën molybdeen uitschakelen, een metaal dat normaal gesproken een cruciaal onderdeel is van het enzym, voor wolfraam, door de bacteriën in een overmaat van de laatste te laten groeien. "Dit is vrij eenvoudig te doen als E coli kan niet gemakkelijk het verschil tussen de 2 zien, ', zei hoofdonderzoeker Frank Sargent.

"Het verwisselen van wolfraam voor molybdeen veranderde de eigenschappen van ons enzym zodat het opgesloten zat in CO ₂ opnamemodus in plaats van te kunnen schakelen tussen CO ₂ afvangen en CO ₂ productie, " zei dr. Sargent.

De onderzoekers gebruikten een speciale bioreactor onder druk gevuld met H ₂ en co ₂ om de gassen beschikbaar te maken voor de microben. "Het werkte - de bacteriën konden onder gasdruk groeien en mierenzuur genereren uit de CO ₂ , " zei dr. Sargent.

Dr. Sargent ontwikkelde het idee door te lezen over het ontstaan ​​van leven op aarde, zowel in primaire literatuur als populair-wetenschappelijke boeken, hij zei. Drie en een half miljard jaar geleden, er was geen zuurstof in de atmosfeer, maar er waren hoge niveaus van CO ₂ en H ₂ , en het cellulaire leven was begonnen te evolueren 10, 000 meter onder het oppervlak van de oceaan.

Vroeger, deze verbindingen zouden moeten worden omgezet in de koolhydraten waarvan al het leven afhangt. Dat had kunnen worden bereikt door een enzym "zoals het enzym dat we vonden in" E coli , hydrogeneren van kooldioxide tot een organisch zuur, " zei Dr. Sargent. "We wilden dit in het lab proberen."

"Rond de wereld, samenlevingen begrijpen hoe belangrijk het is om klimaatverandering tegen te gaan, het ontwikkelen van duurzame energiebronnen en het verminderen van afval, " zei Dr. Sargent. "Het verminderen van de uitstoot van kooldioxide zal een mand van verschillende oplossingen vereisen. Biologie en microbiologie bieden een aantal spannende opties."

"Het uiteindelijke doel zou zijn om verspilde CO . af te vangen ₂ het gebruik van hernieuwbaar waterstofgas uit biowaterstof - zoals in dit onderzoek - of elektrolyse aangedreven door hernieuwbare elektriciteit, en zet het om in mierenzuur, " zei Dr. Sargent. "De sleutel is dat een microbe formiaat gebruikt als zijn enige koolstofbron. Dan kunnen we brandstof maken, kunststof of chemicaliën. Dit is de visie van een echt cyclische bio-economie waar CO ₂ wordt constant geproduceerd, gevangen en teruggebracht naar de markt."