Home » BİLİM » Karbondioksit yiyen laboratuvar üretimi bakteri iklim değişikliğiyle mücadeleye yardımcı olabilir
E. Coli tıpkı bitkiler gibi karbondioksit tüketmesi için "metabolik olarak yeniden düzenlendi"
Cuma 29 Kasım 2019 17:41
Koli basili olarak bilinen Escherichia coli memeli hayvanların kalın bağırsağında yaşayan bakteri türlerinden biridir. E. coli, genel olarak bakteri biyolojisinin anlaşılması amacıyla üzerinde sıkça çalışılmış bir model organizma olmuştur. (Reuters)
Bilim insanlarına göre normalde şekerle yaşamını sürdüren bakterinin genetiği, bakterinin karbondioksit (CO2) tüketimiyle hayatta kalmasını sağlayacak şekilde değiştirildi. Bu gelişme sürdürülebilir yakıt ve yemek üretimine yardımcı olmak için kullanılabilir.
İsrailli araştırmacılar, birkaç aylık zaman diliminde genetik manipülasyon yoluyla enerji için organik bileşikler yerine CO2 tüketen bir E. coli cinsi yarattı.
E. coli'nin beslenme alışkanlığını değiştirerek bitkilere benzer şekilde CO2 tüketmesini sağlamak için ekip "metabolik yeniden düzenleme" kullandı.
Bu düzenlemeyle CO2 metabolize eden genler eklendi ve genelde şeker bileşiklerini işlemeye yarayan genler çıkarıldı.
Weizmann Bilim Enstitüsü'nden doktora sonrası öğretim üyesi ve araştırmanın başyazarı Shmuel Gleizer "Basit bir bilimsel bakışla bakterilerin beslenme alışkanlığında bu kadar büyük bir dönüşümün (şekere bağımlılıktan tüm biyokütlelerinin CO2'den sentezlenmesi) mümkün olup olmadığını görmek istedik" dedi.
Böyle bir dönüşümün laboratuvarda uygulanabilirliğini ölçmenin yanı sıra bakteriyel DNA şablonunun değişiminde ne kadar fazla adaptasyon gerektiğini öğrenmek istedik.
Ekip, sonuçların sentetik biyoloji alanında önemli bir adım olduğunu, "bakteriyel metabolizmanın şaşırtıcı esnekliğini" gösterdiğini ve gelecekte karbonsuz biyoüretim için çerçeve sağlayabileceğini söyledi.
Araştırmanın kıdemli yazarı ve Weizmann Bilim Enstitüsü'nde sistem biyolojisi çalışan Ron Milo, "Temel amacımız karbon bağlanmasını güçlendirebilecek elverişli bir bilimsel altyapı oluşturmaktı. Bu, sürdürülebilir yemek ve yakıt üretimiyle ve küresel ısınmanın yarattığı CO2 salınımıyla ilgili sorunların üzerine gitmeye yardım edebilir" diye konuştu.
" Biyoteknolojinin her işe koştuğu E. coli'nin karbon kaynağını organik karbondan CO2'ye dönüştürmek, böyle bir altyapı için atılan çok büyük bir adım."
Dr. Gleizer bu işlemin varolan bir emsalinin olmadığını söyledi.
Gleizer "Araştırma ilk defa bir bakterinin büyüme şeklinin başarıyla dönüştürülmesini açıklıyor. Bitkilerle özdeşleşmiş huyları, bir bağırsak bakterisine öğretmek gerçekten de düşük bir olasılıktı" dedi.
Güdümlü evrimsel süreci başlattığımızda başarı oranımıza dair hiçbir şey bilmiyorduk ve literatürde böylesine büyük bir dönüşümün uygulanabilirliğine dair bize rehberlik yapacak ya da tavsiye verecek hiçbir emsal yoktu. Ayrıca çalışmanın sonunda bu dönüşümü sağlamak için yapılması gereken genetik değişimin nispeten az olduğunu görmek de şaşırtıcıydı.
Makalenin yazarlarına göre en büyük kısıtlama, bakterinin karbon bağlanmasıyla tükettiği CO2'den fazlasını açığa çıkarması. Ayrıca yaklaşımın endüstriyel kullanım için ölçeklenebilirliğini tartışmadan önce daha fazla araştırma gerekiyor.
Araştırmacılar bir sonraki adımlarının CO2 salınımı sorununun üzerine gitmek için yenilenebilir elektrik yoluyla enerji üretmeyi ve bakterinin gelişebileceği koşullar hakkındaki anlayışlarını geliştirmeyi amaçlayacaklarını söyledi.
Profesör Milo "Bu başarı, atık olarak yaklaştığımız ürünleri yakıt, gıda veya diğer ilgi çekici maddelere dönüştürmek için tasarlanmış bakterilerin kullanımında yeni ve heyecan verici ufuklar açan kavramın güçlü bir kanıtı" dedi.
Ayrıca insanlığın gıda üretiminin temeli olan moleküler makineleri daha iyi anlamak ve geliştirmek için platform olabilir ve böylece gelecekte tarımın verimini arttırmaya yardım edebilir.
Araştırma Cell akademik bilimsel yayında yayımlandı.
Karbondioksit seviyesi insanlık tarihinin en yüksek noktasına ulaştı
Karbondioksit seviyesindeki artış Afrika savanlarını yok ediyor
Hakkında daha ayrıntılı: E.colibakteriKüresel iklim değişikliğikarbondioksitİsrail