Микроорганизмы можно модифицировать для улавливания избытка CO₂ под землей

Процесс минерализации, необходимый для постоянного захоронения избытка CO₂ под землей, чрезвычайно медленный. Бактерии, по мнению исследователей, представленным на 56-й Ежегодной встрече Биофизического общества (Biophysical Society, BPS), могут помочь ускорить этот процесс. Работу ведут учёные из Центра наномасштабного контроля геологического CO₂ (NCGC) Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли.

Один из методов удаления избытка CO₂ (например, от электростанций) предполагает закачку газа в пористую породу на глубине. Там он может минерализоваться с катионами, образуя твёрдые карбонатные минералы и оказываясь захороненным навсегда. Однако этот процесс крайне медленный и может занимать сотни или тысячи лет. Исследователи предположили, что бактерии, остающиеся в породе после инъекции CO₂, могут влиять на формирование минералов и, возможно, ускорять карбонатную нуклеацию.

Эксперименты с поверхностными бактериями (в качестве аналогов глубинных) показали, что все изученные виды ускоряют формирование карбоната кальция. Наиболее высокие скорости наблюдались у микробов, чья поверхность имеет тонкий белковый слой, известный как S-слой. Учёные предположили, что отрицательный заряд этого слоя притягивает положительные ионы кальция, сближая их с карбонатом. Для проверки теории были созданы искусственные S-слои, чей отрицательный заряд усилили, присоединив "петлю негативности" из шести аминокислот. Это привело к значительному увеличению нуклеации карбоната.

Как отмечает биохимик NCGC Дженни Каппуччо, следующий шаг — культивирование глубинных микроорганизмов в лаборатории и наномасштабная модификация их поверхности для увеличения отрицательного заряда, чтобы проверить, усилит ли такая "настройка" их способность ускорять карбонатную нуклеацию. Это может открыть путь к инженерным решениям для более эффективного геологического захоронения углекислого газа.