Кишечную палочку приучили жить на углекислом газе

Биологи модифицировали бактерию Escherichia coli так, чтобы она могла создавать сахара и другие органические молекулы, потребляя при этом только CO₂. Посвященная работе статья исследователей опубликована в журнале Cell.

Ученые уже давно пытаются создать растения и автотрофные бактерии для получения ценных химических веществ и топлива из воды и CO₂ из-за потенциальной дешевизны этих процессов. До сих пор самой успешной бактерией для производства этанола и других необходимых химических веществ была кишечная палочка — E.coli. Однако ее использование не всегда дешево — штаммы этой бактерии должны питаться сахарами, что кратно увеличивает затраты на их выращивание и использование в качестве фабрики активных веществ.

Ученые из Института Вейцмана решили посмотреть, смогут ли они превратить E. coli в автотроф — организм, который преобразует неорганические вещества в органические. Для этого ученым пришлось изменить две основные части метаболизма бактерии: ее способ получения энергии и источник углерода для роста.

Исследователи ввели в бактерию ген фермента, который позволил ей потреблять формиат — анион муравьиной кислоты — одно из простейших углеродсодержащих соединений. Это позволило кишечной палочке получать энергию из этого соединения, преобразуя его в АТФ — богатую энергией молекулу, которую можно использовать для поддержания процессов жизнедеятельности.

Такая «диета» дала микробу энергию, необходимую для конвертации углекислого газа в органические молекулы. Это позволили сделать еще три введенных учеными фермента. Исследователи также удалили несколько ферментов, которые бактерия обычно использует для метаболизма, чтобы организм стал использовать только формиат для питания и роста.

Но бактерия продолжала использовать для питания простые сахара, такие как ксилоза. Тогда ученые начали постепенно снижать содержание ксилозы в диете бактерий в течение 300 дней, пока они не эволюционируют, чтобы жить только на одном формиате. В результате спустя сотни поколений E.coli ученым удалось получить штамм, который потреблял только CO₂ и формиат для своего существования и мог производить органические соединения.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.