Питание воздухом, производство топлива: учёные создали бактерии, производящие сахар из парникового газа CO₂

Исследователи из Института науки Вейцмана смогли перепрограммировать гетеротрофную бактерию E. coli, которая обычно потребляет сахар и выделяет CO₂, заставив её фиксировать углекислый газ из окружающей среды и производить необходимые для роста сахара. Для этого учёные встроили в геном бактерии гены, кодирующие ключевые ферменты цикла Кальвина — основного пути фиксации углерода у растений.

Эта работа имеет решающее значение для решения будущих задач, таких как производство пищи для растущего населения при сокращении земельных ресурсов и уменьшении зависимости от ископаемого топлива. Улучшение процессов фиксации углерода может открыть путь к созданию микроорганизмов, поглощающих атмосферный CO₂ и преобразующих его в энергию, или к выведению сельскохозяйственных культур с более эффективными путями фиксации углерода.

Изначально, несмотря на успешную экспрессию ферментов, бактерии не использовали CO₂ для синтеза сахаров. Учёные применили метод направленной эволюции в хемостатах, постепенно сокращая подачу сахара и предлагая избыток CO₂ и пирувата. Через три месяца бактерии адаптировались и смогли расти исключительно на CO₂ и пирувате. «Нам потребовалось два года напряжённой работы, чтобы понять, какие из множества мутаций в геноме эволюционировавших бактерий были необходимы для смены диеты», — отмечает профессор Рон Мило.