Vědci vyvinuli syntetickou cestu, která dokáže zachycovat CO2 ze vzduchu účinněji než příroda
Vědci z Institutu Maxe Plancka vyvinuli syntetickou cestu, která dokáže zachycovat CO2 ze vzduchu účinněji než příroda, a ukázali, jak ji implementovat do živých bakterií. Tato technika by mohla pomoci vyrábět biopaliva a další produkty udržitelným způsobem, píše portál NewAtlas.
Rostliny jsou známé svou schopností přeměňovat oxid uhličitý ze vzduchu na chemickou energii, která pohání jejich růst. Vzhledem k tomu, že CO2 je v atmosféře již příliš mnoho a každý den ho přibývá, není divu, že se vědci obracejí k tomuto přírodnímu procesu, který by pomohl jeho hladinu vrátit zpět a zároveň by vedle toho vyráběl paliva a další užitečné molekuly.
V nové studii vědci z Maxe Plancka vyvinuli zcela nový způsob fixace CO2, který funguje ještě lépe než osvědčená přírodní metoda. Nazvali ji cyklus THETA a využívá 17 různých biokatalyzátorů k výrobě molekuly zvané acetyl-CoA, která je klíčovým stavebním prvkem řady biopaliv, materiálů a léčiv.
Cyklus je postaven na dvou nejrychlejších známých enzymech fixujících CO2 – krotonyl-CoA karboxyláze/reduktáze a fosfoenolpyruvát karboxyláze, které byly izolovány z bakterií. Přestože každý z nich je sám o sobě více než desetkrát rychlejší při zachycování CO2 než primární enzym, který používají rostliny, zdá se, že evoluce je zatím přirozeně nespojila. A tak to vědci udělali místo toho.
Nejprve tým sestrojil cyklus THETA ve zkumavkách, aby potvrdil jeho funkčnost, tedy zachycení dvou molekul CO2 ze vzduchu a jejich přeměnu na jednu molekulu acetyl-CoA. Poté jej vědci v několika kolech experimentů optimalizovali, aby stokrát zvýšili jeho výtěžnost. Nakonec se pustili do začlenění cyklu do živých buněk – konkrétně do E. coli.
Proces sestávající ze 17 kroků je v současné době příliš složitý na to, aby ho zvládla jedna buňka, a tak ho tým rozdělil do tří modulů a začlenil je do E. coli. Každý z modulů fungoval, jak se očekávalo. Dalším krokem je vtěsnat vše do jednoho, což však bude vyžadovat synchronizaci jednotlivých kroků s přirozeným metabolismem E. coli.
Mezitím je však tento milník stále důležitý, říká tým. Technika by mohla být upravena tak, aby instruovala mikroby k výrobě celé řady cenných sloučenin.