Бактерии могут поглощать углекислый газ с помощью нанодоспехов – ученые

1 января, 2016, 17:58 Распечатать

Бактерии могут восстанавливать углекислый газ, получая на выходе уксусную кислоту и этанол.

Нанодоспехи позволяют бактериям поглощать углекислый газ © N+1

Ученые из университета Беркли установили, что полупроводниковые частицы сульфида кадмия оседают на поверхности ацетогенных бактерий. Улавливая солнечное излучение, наночастицы снабжают микробов электронами, которые нужны для усвоения углекислого газа и производства ценной уксусной кислоты, спирта и других видов органического топлива. Результаты исследований ученых опубликованы в журнале Science.

Ацетогенные бактерии, которые обитают в темноте и в анаэробных условиях, могут восстанавливать углекислый газ, на выходе производя уксусную кислоту, этанол и другие нужные вещества. Дополнительного источника энергии эти процессы не требуют. Для восстановления необходимы электроны, которые может поставлять молекулярный водород в ходе окисления гидрогеназами. Альтернативным источником электронов для ацетогенных реакций может служить электрическая цепь: микробы растут на катоде, принимают электроны с анода и усваивают углекислый газ, производя нужный продукт.

Читайте также: Ученые установили причину высокой скорости приобретения бактериями устойчивости к антибиотикам

Авторы новой работы выращивали ацетогенных Moorella thermoacetica в присутствии кадмия и цистеина (Cys). Образующиеся при этом наночастицы сульфида кадмия (CdS) оседали и закреплялись на внешней поверхности бактерий, как пластины рыцарского доспеха. Однако роль их оказалась вовсе не защитной: полупроводниковые частицы CdS улавливали фотоны солнечного света и катализировали обратимые реакции окисления цистеина в цистин, в результате которых в бактериальной клетке появлялись свободные электроны. Они использовались для восстановления углекислого газа до уксусной кислоты. 

В лабораторных условиях такая цепочка "полуискусственного" фотосинтеза оказалась довольно эффективной и позволила бактериям успешно размножаться и увеличивать численность. Выход продукта был исключительно высок: на производство уксусной кислоты ушло около 90% всего поглощенного системой углекислого газа, и не более 10% – на рост самих микробов.

Ранее сообщалось о том, что ученые планируют  испытать вырабатывающие сахар бактерии в космосе. Бактерии будут отправлены в космос немецким спутником  Eu: CROPIS в 2017 году. В ходе эксперимента исследователи планируют проверить, насколько хорошо они переносят запуск, космическую радиацию и пониженную гравитацию. Спутник проведет на орбите полгода, двигаясь со скоростью, достаточной для имитации марсианской гравитации. Бактерии также испытают в условиях лунной гравитации и невесомости.

По материалам: N+1 /
Оставайтесь в курсе последних событий! Подписывайтесь на наш канал в Telegram
Заметили ошибку?
Пожалуйста, выделите ее мышкой и нажмите Ctrl+Enter
Добавить комментарий
Осталось символов: 2000
Авторизуйтесь, чтобы иметь возможность комментировать материалы
Всего комментариев: 0
Выпуск №47, 8 декабря-14 декабря Архив номеров | Содержание номера < >