صمم الباحثون سلالة من بكتيريا E. coli يمكنها استهلاك ثاني أكسيد الكربون وتحويله إلى طاقة، ويبدو أنه يمكن أن يساعد يوما ما في مكافحة تغير المناخ.
حتى مع تزايد الوعي بتغير المناخ، لا تزال انبعاثات غازات الدفيئة العالمية تتصاعد.
وفي السنوات الأخيرة، عمل العلماء على تطبيق التطورات في علم الأحياء الاصطناعية – تطبيق المبادئ الهندسية في دراسة الحياة العضوية – تجاه بعض التحديات البيئية الأكثر إلحاحا.
يأمل الباحثون في الاستفادة من أشكال الحياة الاصطناعية لتحويل ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، أو ثاني أكسيد الكربون، إلى مواد غذائية ووقود ومواد كيميائية عضوية يمكن للبشر استخدامها.
لكن العديد من المحاولات السابقة، مثل جهد عام 2016 لتوليف السكر من ثاني أكسيد الكربون في البكتيريا، قد حققت نجاحا محدودا.
في دراسة نشرت يوم الأربعاء في الخلية، أفاد باحثون من معهد وايزمان للعلوم في إسرائيل بأنهم خلقوا سلالة من بكتيريا الإشريكية القولونية، أو E. coli، التي تأكل ثاني أكسيد الكربون من أجل الطاقة بدلا من المركبات العضوية مثل السكريات والدهون.
وبينما تأتي الدراسة مع تحذير كبير – العملية تنتج حاليا أكثر من ثاني أكسيد الكربون عما تستهلكه – يأمل فريق البحث أن يوفر عملهم أساسا لمصادر الطاقة الخالية من الكربون في المستقبل.
بشكل عام، تنقسم الكائنات الحية إلى نوعين من الكائنات الحية، هناك autotrophs، مثل النباتات، التي تخلق طعامها من المواد غير العضوية مثل الضوء وثاني أكسيد الكربون.
وهناك تغاير مختلفة، مثل الحيوانات وبعض أشكال البكتيريا، التي تعتمد على التمسك بالكائنات الحية الأخرى والمركبات العضوية من أجل البقاء.
تشكل المؤثرات التلقائية غالبية الكتلة الحيوية للأرض – وهي تساهم في العديد من مصادر الغذاء والوقود.
مقالات شبيهة:
ضرورة إعادة تقييم إنتاج الغذاء وإدارة الأراضي لإنقاذ الكوكب من تغير المناخ
قطر تبذل جهودا كبيرة في التصدي لتغير المناخ
في البيولوجيا التخليقية، كان العلماء يسعون جاهدين لإنشاء تغاير، مثل الإشريكية القولونية، في المختبر، وكان هدفهم هو إنتاج سلالة من البكتيريا القادرة على تناول مواد غير عضوية للحصول على الطاقة.
وبعبارة أخرى، لتحويل heterotroph إلى autotroph لغرض استهلاك CO2.
وقال فريق البحث أنهم يريدون تحويل طعام E. coli من السكريات إلى ثاني أكسيد الكربون للمساعدة في إنشاء مصادر أكثر استدامة للغذاء والوقود – وربما كبح آثار الاحترار العالمي الناجم عن انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.
في الدراسة، يصف العلماء كيف تمكنوا من تجديد أسلاك عمليات التمثيل الغذائي للبكتيريا لإنتاج كل كتلها من ثاني أكسيد الكربون.
وعلى مدى عدة أشهر، طوروا تدريجيا السلالة لجعل البكتيريا أكثر اعتمادا على ثاني أكسيد الكربون، بدلا من السكريات، لتحقيق النمو.
قال شموئيل غليزر، مؤلف الدراسة الأول وباحث في معهد فايتسمان للعلوم، في بيان صحفي: “كان تعليم بكتيريا أمعاء للقيام بالحيل التي تشتهر بها النباتات تجربة طويلة”، “بالإضافة إلى ذلك، فإن رؤية العدد الصغير نسبيا من التغييرات الجينية اللازمة لإجراء هذا الانتقال كان مفاجئًا”.
لكنهم يعترفون أن البكتيريا المهندسة تنتج كمية أكبر من ثاني أكسيد الكربون أكثر مما تستهلك، كما يلاحظون أن هناك حاجة إلى مزيد من البحث لمعرفة ما إذا كان من الممكن توسيع نطاق النهج للتطبيقات الصناعية واسعة النطاق.
في المستقبل، يأمل فريق البحث في تسخير الكهرباء كمصدر للطاقة، وبالتالي التخلص من الإفراط في إطلاق ثاني أكسيد الكربون.
وفي الوقت الحالي، وصف الباحثون الدراسة بأنها “نقطة انطلاق” نحو أنواع أكثر استدامة من الإنتاج.
