Starożytna biologia spotyka się z nowoczesną pomysłowością

Anonim

Przeciętny człowiek może zmagać się z ekscytacją bakterią znalezioną w odchodach królików - ale jest potencjalnie rycerzem w lśniącej zbroi dla naszej planety.

Naukowcy z Australijskiego Instytutu Bioinżynierii i Nanotechnologii Uniwersytetu Australijskiego (AIBN) i amerykańskiej firmy LanzaTech opracowali model komputerowy, który wykorzystuje pradawne mikroorganizmy do przetwarzania przyjaznych dla środowiska metod przetwarzania odpadów przemysłowych.

Badacz AIBN, dr Esteban Marcellin, powiedział, że LanzaTech, firma zajmująca się fermentacją gazową, była szczególnie zainteresowana bakterią Clostridium autoethanogenum, pierwotnie odkrytą w odchodach królików.

"LanzaTech wykorzystuje tę bakterię (która zalicza się do szerszej grupy acetogenów) jako część procesu wychwytywania i ponownego wykorzystania węgla, w wyniku czego przemysłowe gazy odlotowe, takie jak spaliny w hucie stali, są przekształcane w użyteczne produkty uboczne, takie jak etanol" - powiedział dr Marcellin.

"Acetogeny należą do najstarszych żywych mikroorganizmów i stanowią około 20 procent stałego węgla na planecie, co czyni je istotnymi graczami w globalnym obiegu węgla."

Poprzez projekt powiązania Australian Research Council, LanzaTech połączył siły z badaczami AIBN, aby lepiej zrozumieć proces, w którym drobnoustrój "naprawia" tlenek węgla i dwutlenek węgla, a następnie określić, jak zmodyfikować mikroba, aby gazy odpadowe mogły zostać przekształcone w przydatne chemikalia..

Aby to osiągnąć, naukowcy z LanzaTech i zespół dr. Marcellina opracowali komputerowy model szlaków metabolicznych C. autoethanogenum.

Założyciel i dyrektor naukowy LanzaTech, dr Sean Simpson, powiedział: "Uwzględniając dane operacyjne z fermentacji w stalowniach na całym świecie, zespół UQ opracował najdokładniejszy system modelowy opublikowany do tej pory.

"Model komputerowy jest w stanie przewidzieć metabolizm komórkowy drobnoustroju, który pomaga zidentyfikować najlepszy sposób modyfikacji organizmu, aby mógł lepiej wychwytywać gazy cieplarniane i przekształcać węgiel w pożądane produkty."

Dyrektor Lanzatech, dyrektor ds. Biologii syntetycznej, dr Michael Koepke, powiedział, że model ten umożliwił naukowcom przewidywanie, co się stanie, jeśli niektóre geny zostaną usunięte lub poddane nadmiernej ekspresji, lub gdy zostanie wprowadzona zupełnie nowa ścieżka.

"Otwiera to drogę do ustanowienia acetogenów jako katalizatorów, które mogą przekształcić wiele wkładów zawierających węgiel w nowe produkty" - powiedział dr Koepke.

Następnym krokiem było wykorzystanie modelu komputerowego do identyfikacji i modyfikacji docelowych genów w C. autoethanogenum, a następnie przetestowanie wyniku w ośrodku fermentacji gazowej AIBN, jednym z niewielu obiektów nieprzemysłowych wykorzystujących oprzyrządowane fermentory i spektrometry mas do dokładnej analizy danych gazu.

Wiodący na świecie obiekt posiada również infrastrukturę wsparcia, która obejmuje wiedzę teoretyczną i informatyczną oraz zaplecze, które leży u podstaw zdolności w proteomice, metabolomice, biologii, komórkach macierzystych, nanofabrykacji oraz mikroskopii i mikroanalizie.

Profesor AIBN, profesor Alan Rowan, powiedział, że biotechnologia przemysłowa jest jednym z kluczowych filarów badań instytutu i "stała się kolejną rewolucją przemysłową, odgrywającą kluczową rolę w przyszłej gospodarce Queensland i Australii".

Badania leżące u podstaw współpracy AIBN i LanzaTech zostały opublikowane w czasopiśmie Cell Systems.

menu
menu