Американські вчені створили особливий штам бактерій з роду Ralstonia, які поглинають вуглекислий газ і переробляють його в бутанол і інші прості спирти, які можна використовувати в якості біопалива, йдеться в статті, опублікованій в журналі Science.

На сьогоднішній день біологи вивели кілька штамів кишкової палички та інших бактерій, здатних перетворювати рослинну сировину або іншу органіку в біопаливо. У багатьох випадках дослідники домагалися успіху, проте в переважній кількості випадків ефективність таких бактеріальних «мануфактур» набагато нижче мінімально допустимих значень для їх комерційного застосування. Група біохіміків під керівництвом Джеймса Ляо з університету штату Каліфорнія в Лос-Анжелесі проводила досліди з різними штамами бактерії Ralstonia eutropha.

Як пояснюють вчені, ця бацила відноситься до особливого класу бактерій, які можуть харчуватися воднем і не потребують кисню або в інших «особливих» умовах середовища для виживання. Ферменти з сімейства гідрогеназої — окислювачів водню — є ключовим елементом мікроба для його виживання. Досить довгий час учені намагаються «прочитати» молекулярну структуру розчинної версії цього ферменту, що дозволить синтезувати і використовувати його без участі бактерій.

Ляо і його колеги вставили в геном Ralstonia eutropha кілька генів, які змушують її перетворювати надлишки енергії в бутанол та інші органічні спирти. Залишилося знайти надійний і безпечне джерело водню — використання чистого водню було б вкрай небезпечним заняттям, так як будь-який витік може обернутися потужним вибухом.

Автори статті скористалися тим, що бактерія вміє використовувати молекули мурашиної кислоти в якості джерела водню. Ralstonia eutropha поглинає молекули кислоти, розщеплює її на молекулу водню і вуглекислого газу і використовує першу як «паливо», а другу — як «будматеріал» клітини. При цьому мурашину кислоту досить легко отримати, якщо одночасно пропускати через воду вуглекислий газ і електричний струм.

Біохіміки перевірили роботу бактеріальної «мануфактури», помістивши колонію бактерій в посудину, через яку пропускався електричний струм і вуглекислий газ. На розчарування вчених, ток блокував ріст колонії, так як в рідині постійно з'являлися токсичні для мікробів пероксид водню, оксид азоту і атомарний кисень.

Дослідники вирішили цю проблему, обернувши анод — негативний полюс пристрою — тонким шаром пористої кераміки. Керамічна «чаша» діяла як частково проникна мембрана, що пропускає молекули мурашиної кислоти і перешкоджає «втечі» токсичних сполук.

За оцінками Ляо і його колег, така конструкція дозволяє колонії рости і виробляє прийнятну кількість біопалива. Як вважають вчені, їх винахід може застосовуватися для отримання біопалива з електрики, що виробляється сонячними батареями, вітряками та іншими поновлюваними джерелами енергії.