science >> Wetenschap >  >> Natuur

Onderzoekers benutten methaanverbruikende microben voor gebruik in industriële toepassingen

Witte biofilms groeien op de muren van mijntunnels terwijl oud grondwater sijpelt uit gaten in het gesteente, bijna een mijl diep in de Sanford Underground Research Facility. Krediet:Universiteit van Oklahoma

Een onderzoeksteam van de Universiteit van Oklahoma, onder leiding van OU-professor Lee Krumholz, bestudeert methaanverbruikende microben uit extreme omgevingen die kunnen worden herontworpen voor industriële toepassingen, zoals biologisch afbreekbare kunststoffen en elektriciteit. De rol van de OU in de samenwerkingsstudie met de South Dakota School of Mines and Technology en de Montana State University is het verzamelen van microbiële monsters van extreme milieulocaties en het extraheren van DNA en RNA om de samenstelling van de microbiële gemeenschap en de microbiële activiteiten die betrekking hebben op methaanconsumptie te bepalen.

"Ons werk is het isoleren en kweken van nieuwe micro-organismen uit extreme omgevingen die unieke mogelijkheden hebben en methaan kunnen oxideren, " zei Krumholz. "Dit zullen waarschijnlijk nieuwe soorten bacteriën zijn die nog niet eerder zijn gedocumenteerd of bestudeerd."

Krumholz, een professor in OU's Mewbourne College of Earth and Energy en College of Arts and Sciences, is de hoofdonderzoeker van de OU die toezicht houdt op teamleden Amy Callaghan, universitair hoofddocent microbiologie en plantenbiologie; Andrew Elwood Madden, universitair hoofddocent geologie en geofysica; en Krithivasan Sankaranarayanan, universitair docent microbiologie en plantenbiologie, in hun inspanningen om monsters te verzamelen en te analyseren op drie locaties:(1) Zodletone Spring in het zuidwesten van Oklahoma, 120 mijl van Oklahoma City; (2) een voormalige goudmijn, Sanford Underground Research Facility in South Dakota; en (3) Nationaal Park Yellowstone in Montana.

Het OU-team zal het grondwater van alle drie de locaties analyseren om de hoeveelheid methaan en de activiteiten van methaanoxiderende bacteriën te bepalen. De SURF-omgeving bevindt zich bijna anderhalve kilometer onder de grond in een solide en ongewoon rotssysteem waar microben nog steeds kunnen leven. Het grondwater bevat zowel nutriënten als producten van die micro-organismen. Bij Yellowstone, de thermische omgevingen kunnen extreem zuur zijn met temperaturen die het microbiële leven beperken. De Zodletone Spring heeft een hoog methaangehalte, en OU-onderzoekers volgen de microbiële activiteit al geruime tijd.

Dit onderzoek zal wetenschappers ook helpen bij het begrijpen van de klimatologische impact van methaan, een krachtig broeikasgas, zoals het op deze locaties wordt geproduceerd en geconsumeerd. South Dakota School of Mines and Technology ontwikkelt nieuwe instrumenten op moleculair niveau om de methaanoxidatiecapaciteit van sommige micro-organismen te verbeteren. Montana State University is geïnteresseerd in het ontwikkelen van aspecten van eerder ontwikkelde biofilms die kunnen worden toegepast op nieuwe organismen voor industriële toepassingen of bijproducten.

Krumholz is van plan een zomerprogramma te ontwikkelen om wetenschap uit te breiden, technologie, techniek en wiskunde onderwijs aan Native American studenten. Dit programma geeft studenten en middelbare scholieren toegang tot onderzoeksfaciliteiten en expertise binnen dit project. Ongeveer 10 tot 20 studenten van tribale colleges zullen deelnemen aan het programma van een week dat klassikale lezingen zal omvatten en een primaire nadruk op veld- en laboratoriumstudies.