Как бактерии превращают парниковые газы в полезные продукты?

Так называемый “парниковый эффект” играет большую роль в эволюции жизни на нашей планете. Парниковые газы, входящие в состав атмосферы Земли, практически не пропускают тепловое излучение, тем самым создавая ряд проблем, вызывающих изменение климата. Чрезмерное нагревание атмосферы, вызванное антропогенным воздействием человека на окружающую среду, ведет к глобальному потеплению, которое постепенно может превратить нашу планету в место, очень похожее на Венеру. Для того, чтобы предотвратить такое не самое приятное превращение, ученые нашли способ преобразовать парниковые газы в полезные химические соединения с помощью бактерии кишечной палочки.

Атмосфера Земли, защищающая нашу планету от вредного солнечного излучения и дающая живым существам возможность дышать, содержит в себе огромное количество разнообразных газов, среди которых особое место занимают метан, озон, водяной пар и углекислый газ. Смесь этих газов удерживает солнечное тепло, тем самым поддерживая благоприятный климат для жизни живых существ на поверхности планеты. Однако согласно последним исследованиям ученых, концентрация парниковых газов в настоящее время значительно выше, чем когда-либо за прошедшие 800 000 лет. Парниковые газы, помимо изменения климата, влияют на развитие респираторных заболеваний из-за повышающегося уровня загрязнения воздуха. В будущем меняющийся климат может повлечь за собой масштабное вымирание некоторых видов животных.

Существует несколько видов парниковых газов, значительно влияющих на атмосферу Земли. Диоксид карбона или углекислый газ — один из представителей парниковых газов, на долю которого приходится около 64 % изменений окружающей среды, связанных с глобальным потеплением. Основным источником поступления углекислого газа является нефтедобывающая, нефтеперерабатывающая и газовая промышленность.

Новейшая методика основана на использовании человеческого фермента, который превращает одноуглеродные соединения в более сложные. Ученые вносят изменения в строение ДНК палочковидных бактерий Escherichia coli, с помощью модифицированного фермента. После всех модификаций кишечную палочку вводят в исходное сырье, в качестве которого чаще всего используются метанол, формальдегид, углекислый газ и метан. В конечном итоге, в сырье начинает происходить процесс метаболической биоконверсии, в ходе которого молекулы превращаются в более сложные соединения.

Для производителей нефти данное открытие может быть заманчивым и экономически выгодным методом для переработки углекислого газа, потому что сложные соединения, образовавшиеся в ходе процесса биоконверсии, могут использоваться при производстве пластмассы, косметики и полимеров. Ученые считают полученный результат прорывом в биологической конверсии углекислого газа, благодаря которому может получиться уменьшить количество парниковых газов, выбрасываемых во время добычи сырой нефти.

Внедрив новую технологию, нефтяная промышленность могла бы значительно снизить воздействие на окружающую среду. До сих пор подавляющее большинство предприятий нефтяной промышленности использует метод сжигания выделяющегося газа во время добычи нефти. Многие считают, что такой способ является расточительным и неэффективным, а также приводит к выбросу в атмосферу избыточного несгоревшего метана и диоксида углерода, образовавшимся в процессе сжигания.

Источник