Bakterie zjadają metan. Dzięki nim można przekształcić ten gaz w paliwo

Jednymi z najważniejszych sprzymierzeńców ludzkości w walce z globalnym ociepleniem mogą okazać się bakterie.

Z takiego założenia prawdopodobnie wychodzą przedstawiciele Uniwersytetu Northwestern, którzy odkryli u metanotrofów struktury mogące napędzać proces przekształcania tego gazu cieplarnianego w paliwo. Można byłoby więc upiec dwie pieczenie na jednym ogniu: usunąć z atmosfery szkodliwy z punktu widzenia klimatu związek i zmienić go w przydatne paliwo.

Czytaj też: Naukowcy opracowali nowy sposób na zamianę metanu w czyste paliwo. Wykorzystali złoto w roli katalizatora

Metanotrofy, czyli bakterie zdolne do metabolizowania metanu, zużywają nawet 30 milionów ton tego gazu rocznie. I choć ich umiejętności w tym zakresie są imponujące, to nie było jasne, w jaki dokładnie sposób zachodzi ten proces. To z kolei sprawia, że jego naśladowanie jest trudniejsze.

A w zasadzie było, ponieważ naukowcy z Uniwersytetu Northwestern, którzy opisali swoje dokonania na łamach Science, prawdopodobnie odkryli kluczowe struktury, które mogą napędzać proces przekształcania metanu. Dzięki dotychczasowym dokonaniom badacze zbliżyli się o krok w kierunku opracowania biologicznych katalizatorów stworzonych przez człowieka, które zamienią metan w metanol.

Metan ma bardzo silne wiązania, więc to niezwykłe, że istnieje enzym, który jest w stanie to zrobić. Jeśli nie zrozumiemy dokładnie, w jaki sposób enzym przeprowadza te skomplikowane procesy chemiczne, nie będziemy w stanie zaprojektować i przystosować go do zastosowań biotechnologicznych.

Amy Rosenzweig, Uniwersytet Northwestern

Metan jest gazem cieplarnianym napędzającym zmiany klimatu

Wspomniany enzym, znany jako pMMO, jest osadzony w błonie komórkowej bakterii. Autorzy badań chcieli przekonać się, czy umieszczenie enzymu w błonie, która przypomina jego naturalne środowisko, mogłoby dostarczyć informacji na temat zachodzących tam procesów. Christopher Koo, którzy zarządzał badaniami, wykorzystał lipidy pochodzące z bakterii do utworzenia błony w ochronnej cząsteczce zwanej nanodyskiem. Następnie został w niej osadzony enzym pMMO.

Czytaj też: Odkryto nowy system modyfikacji DNA. Wcześniej widziano go tylko u bakterii

Okazało się, że taki zabieg przywrócił aktywność enzymu, dzięki czemu badacze mogli określić, w jaki sposób wpłynęła na to podwójna warstwa lipidowa. To z kolei wykazało, w których miejscach dochodzi do utleniania metanu. Korzystając z kriomikroskopii elektronowej członkowie zespołu badawczego zobrazowali strukturę atomową aktywnego enzymu w wysokiej rozdzielczości. I choć nadal jest wiele pytań, które wymagają odpowiedzi, to naukowcy są coraz bliżej przystosowania enzymu tak, aby dało się przekształcać metan w paliwo.