Muokatut bakteerit vauhdittavat merten hiilensidontaa Harvardin tutkimuksessa

Harvardin yliopiston Wyss-instituutin tutkijat ovat muokanneet geenitekniikan avulla meribakteeria, joka nopeuttaa kivien rapautumista merivedessä ja sitoo siten enemmän hiilidioksidia ilmakehästä. Perjantaina Nature Biotechnology -lehdessä julkaistut tulokset osoittavat, että muokattu mikrobi nopeutti silikaattimineraali oliviinin liukenemista 2,6-kertaiseksi mittatilaustyönä tehdyissä bioreaktoreissa, joissa käytettiin Bostonin satamasta otettua käsittelemätöntä merivettä.interestingengineering+2

Miten se toimii

Wyss-instituutin tutkijoiden Pamela Silverin ja Michael Springerin johtama ryhmä muokkasi yleistä meribakteeria, Alteromonas macleodiita, tuottamaan jatkuvasti sideroforeja: molekyylejä, jotka poistavat rautaoksidia (ruostetta) mineraalien pinnoilta. Luonnossa oliviinin rapautuessa vapautuva rauta hapettuu ja muodostaa mineraalin pinnalle kalvon, mikä hidastaa liukenemista ja rajoittaa hiilidioksidin sitoutumista. Luonnonvaraiset bakteerit tuottavat sideroforeja kerätäkseen rautaa, mutta lopettavat tuotannon heti, kun niillä on sitä riittävästi kasvuun.wyss.harvard+1

”Kun luonnonvaraisilla bakteereilla on tarpeeksi rautaa kasvaakseen, ne lopettavat sideroforien tuotannon kokonaan”, sanoi tutkimuksen pääkirjoittaja Neil Dalvie, joka johti muokkaustyötä tutkijatohtorina Silverin laboratoriossa. ”Jotta tehostettu rapautuminen olisi mahdollista suuressa mittakaavassa, muokkasimme A. macleodii -bakteerin tuottamaan sideroforeja jatkuvasti. Käytännössä erotimme sideroforien tuotannon ympäristön rautapitoisuuksista.”wyss.harvard

Laboratoriosta pilottivaiheeseen

Saavutettuaan lupaavia tuloksia pienimuotoisissa kokeissa eVOLVER-bioreaktoreilla tutkijat rakensivat pilottivaiheen järjestelmiä, joissa oli useita kiloja vihreää oliviinihiekkaa upotettuna litroittain käsittelemätöntä merivettä. Jatkuvassa tilassa toimiessaan järjestelmä sitoi 0,5 grammaa ilmakehän hiilidioksidia päivässä. Yhteistyössä Stanford Doerr School of Sustainability -yksikön Steven Davisin ryhmän kanssa tehty elinkaarianalyysi vahvisti, että menetelmällä voidaan saavuttaa nettohiilenpoistoa, ja määritti teollisen toiminnan edellyttämät parametrit.interestingengineering+1

Tulevaisuuden näkymät

Tutkijat kaavailevat muokattujen bakteerien kasvattamista suurissa avoimissa altaissa, jotka muistuttavat jätevedenpuhdistamoita. Altaiden läpi pumpattaisiin jatkuvasti merivettä, ja emäksinen, hiilirikas vesi laskettaisiin takaisin valtamereen. Jatkotutkimuksessa keskitytään taloudellisesti kannattavien mineraaliraaka-aineiden tunnistamiseen sekä sen selvittämiseen, voidaanko hiilensidonnan yhteydessä ottaa talteen arvokkaita metalleja.interestingengineering+1

”Uskomme, että tämä helposti sovellettava ja riskitön ympäristöbiotekniikan menetelmä voitaisiin ottaa käyttöön monissa paikoissa, mikä toisi konkreettisia tuloksia hiilidioksidipäästöjen vähentämisessä”, Silver sanoi.wyss.harvard