Věda a výzkum       Akademon       Vesmír       Osel       AVO       Chemagazín TOPlist       Kontakt 
Laboratorní průvodce - na titulní stranu
Databáze:   Laboratorní přístroje        Firmy        Zastoupení        E-obchody        Novinky 
Hledání:  
 
Ostatní:       Nástroje        Encyklopedie        Tabulky 
Kalendář :   28.6.2018 Webinar: Selecting a Multi-vendor Service Provider
  2.7.2018 - 6.7.2018 45th European Physical Society Conference on Plasma Physics
  19.7.2018 Webinar: Liquid Handling Solutions for Your Lab
  27.7.2018 zatmění Měsíce
  17.9.2018 - 20.9.2018 Odběry vzorků 2018
Reklama
Pojídat vzduch, vytvářet palivo

Vědci z Weizmann Institute se pokusili najít novou cestu, jak vytvořit bakterie, které dokáží vytvářet cukry ze skleníkového plynu oxidu uhličitého.

Datum: 28.6.2016

katabolické procesy, fotosyntéza, využití CO2


 

Sdílet na Facebooku   Odeslat na Twitter

Všechen život na planetě závisí na procesu, který se nazývá fixace uhlíku. Jeho podstatou je, že rostliny, řasy a některé bakterie dokáží přeměňovat oxid uhličitý (CO2) z okolí s využitím sluneční energie na cukry (jde o dobře známý tzv. Calvinův cyklus). Tyto cukry pak slouží jako potrava pro další formy života na planetě. Je paradoxní, že na vrcholu potravního řetězce stojí životní formy, které nazýváme "pokročilé", ale samy by se bez Calvinova cyklu neuživily. Tyto formy života nazýváme "heterotrofní". Všichni živočichové a samozřejmě i lidé patří mezi heterotrofní organizmy. Heterotrofní formy života tedy pojídají cukry (a podobné látky) a uvolňují naopak do atmosféry CO2.

Je možné "přeprogramovat" heterotrofní organizmy tak, aby se naopak naučily pojídat CO2 a samy si z něj vytvářet cukry (samozřejmě s využitím sluneční či jiné energie)? Vědci se o toto pokusili u dobře známé bakterie E.coli, která patří mezi heterotrofní organizmy.

Vědci se pokusili do genomu bakterie (který je dobře popsaný) vložit některé geny, které slouží k fixaci uhlíku. Mimo jiné šlo i o gen na produkci enzymu RuBisCO, který však produkuje metabolity, které jsou pro bakteriální buňku toxické. Bylo zapotřebí hodně práce, aby se došlo k takové expresi genů, aby v celém mnohastupňovém procesu nedocházelo k poškození bakterie. Výsledek práce byl sporný: bakterie dokázala produkovat enzymy, které se využívají v procesu fixace uhlíku a tyto enzymy byly funkční. Ale celý proces nefungoval a nedodával to potřebné - cukry. Bakterie stále využívala ke svému životu cukry z externího prostředí.

Vědci si řekli, že pracují s bakterií, která se vyvíjela milióny let, aby využívala cukry s okolí a ne naopak. Takže proč se místo složitého výzkumu mnohastupňových pochodů nezkusit využít také procesů evoluce? Proč si ji nevzít na pomoc?

Vyrobili proto speciální stanice, které nazvali "chemostaty", aby v nich postupně nechali přirozenou cestou vyvíjet bakterie, které budou mít větší "chuť" na pojídání CO2. Ve stanicích nechávali probublávat CO2 a postupně snižovali přísun cukrů z okolí. Současně však buňky zásobili dostatečnou zásobou pyruvátu, který je součástí Krebsova cyklu a tvoří "palivo" buňky (Krebsův cyklus nebo také "citrátový" cyklus je složitý cyklus, který vytváří energii oxidací cukrů). Takovouto přirozenou cestou bakterie "stresovali" a sledovali, co se evoluční cestou bude dít.

Po jednom měsíci se dosáhlo určité vyrovnanosti. Výsledek s ohledem na pojídání CO2 nebyl dosažen, ale bakterie aspoň přežívaly. Ale po třech měsících už dosáhli toho, že bakterie dokázaly ke své tvorbě využívat nejen pyruvát, ale i CO2 z okolí. Zjistili to cestou izotopového značení, které ukázalo, že významná část těla buňky je tvořena uhlíkem z přítomného CO2.

Když poté vědci sekvencovali chromozóm takto vyvinutých bakterí, tak se ukázaly mnohé změny v chromozómech. S překvapením konstatovali, že změny byly zcela jiné, než původně přepokládali. Několikaletá náročná práce na systematickém budování nového genomu tak byla nahrazena mnohem úspěšnější a rychlejší cestou, kterou dokázala samotná evoluce.
Reklama

Vědci říkají, toto je pouze počátek jejich práce na implementaci procesu fixace uhlíku do heterotrofních organizmů, ale testem s využitím přirozeného evolučního procesu tak do rukou dostali mocný nástroj, který předčil všechny dosavadní pokusy o umělé a předem vykalkulované mutace organizmů.


Zdrojem informací je Chemeurope.

Pro kompletní informace si přečtěte  celý článek.

 

Reklama

Reklama