חיידקים כגיבורי אקלים

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email
פרסומת
X-ray_Promo1


אצטוגנים הם קבוצה של חיידקים שיכולים לבצע חילוף חומרים של פורמט. לדוגמה, הם יוצרים חומצה אצטית – כימיקל בסיסי חשוב. אם חיידקים אלו היו מניפולציות לייצר אתנול או חומצת חלב, ניתן היה לממש כלכלה מעגלית מקיפה עבור גז החממה CO2. כדי להבטיח שהתהליך יהיה בר קיימא, ה-CO2 מופק ישירות מהאוויר ומומר לפורמט באמצעות אנרגיה מתחדשת.

כלכלה מעגלית עבור CO2

"כלכלת העתיד חייבת להיות פחמן ניטרלית", דורש סטפן פפלוגל. עם זאת, מכיוון שפחמן הוא מרכיב חשוב במוצרים רבים – כגון דלק או פלסטיק – ה-CO הקיים2 יש למחזר ולהחזירו למחזור. אחת הדרכים הנייטרליות לאקלים לעשות זאת היא לכידת CO2 ישירות מהאוויר ולהמיר אותו לפורמט בעזרת אנרגיה מתחדשת. תרכובת זו של פחמן, חמצן ומימן יכולה בסופו של דבר להיות אבן בניין בסיסית של הביו-כלכלה. היתרונות של הפורמט הם בכך שהוא קל לשינוע וניתן להשתמש בו בצורה גמישה לייצור כימיקלים ודלקים. ניתן לייצר חומרים אלו בעזרת חיידקים אצטוגניים הניזונים מתרכובות פחמן ומייצרים מהן חומצה אצטית.

מיחזור פורמט על ידי A. woodii

על מנת להשתמש באצטוגנים לייצור חומרי גלם, צריך להבין את חילוף החומרים והפיזיולוגיה שלהם. למרות ש A. woodii הוא אורגניזם מודל, כלומר החיידק כבר נחקר בהרחבה, צוות המחקר רצה לבצע תצפית השוואתית. לפיכך, Stefan Pflügl וצוותו חקרו כיצד מצעים כמו פורמט, מימן, פחמן חד חמצני, פחמן דו חמצני או פרוקטוז משפיעים על חילוף החומרים של A. woodii.

"ההבדל הגדול ביותר, הנגרם על ידי המצעים השונים, הוא כמות האנרגיה A. woodii רווחים", מציין סטפן פפלוגל. הוא מסביר זאת כך: "אצטוגנים הם אמני הישרדות אמיתיים שיכולים גם לבצע מטבוליזם של מצעים כמו CO, CO2 או פורמט. זה נובע מהעובדה שאצטוגנים משתמשים במה שהוא כנראה המסלול המטבולי העתיק ביותר עבור CO2 קיבעון. כך הם גם מצליחים לייצר מספיק אנרגיה כדי לשרוד בתנאים קיצוניים וממקורות מזון חלופיים".

המשמעות היא שאצטוגנים לא רק מסוגלים לנצל CO2 אבל גם לעשות זאת ביעילות רבה. כתוצאה מכך, יש צורך להוציא רק מעט אנרגיה כדי להמיר CO2 לפורמט, המומר לאחר מכן לחומצה אצטית הכימית הבסיסית.

החלפת מוצרים על בסיס שמן

לנצל את מלוא הפוטנציאל של A. woodii, החוקרים גם חקרו כיצד ניתן לשנות את החיידק כדי לייצר אתנול או חומצה לקטית במקום חומצה אצטית. בעוד שאתנול מהווה את הבסיס לדלק, ניתן להשתמש בחומצה לקטית לייצור פלסטיק מתכלה. חומרים על בסיס שמן יכולים להיות מוחלפים בחלופות בנות קיימא יותר. "לא רק זה יהיה במובן של הביו-כלכלה, אלא CO2 ופחמן חד חמצני, המיוצר במהלך בעירה של דלק או פלסטיק, ניתן גם למחזר למוצר המקורי", צופה סטפן פפלוג.

המחקר, שפורסם בכתב העת הנדסה מטבולית, ובכך מספק תובנות לגבי מה אצטוגנים כמו A. woodii יכול לעשות בתנאים מסוימים. בהתבסס על הנתונים הניסויים ושימוש במודל, החוקרים פיתחו גם אסטרטגיות כיצד A. woodii ניתן לבצע מניפולציה גנטית ולהשתמש לייצור חומרים אחרים.

מקור הסיפור:

חומרים המסופק על ידי אוניברסיטת וינה לטכנולוגיה. הערה: ניתן לערוך את התוכן לפי הסגנון והאורך.

.



קישור לכתבת המקור – 2021-11-17 17:01:33

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on telegram
Telegram
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on email
Email
פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות

עוד מתחומי האתר