Μελέτη του Χάρβαρντ: Γενετικά τροποποιημένα βακτήρια επιταχύνουν την απομάκρυνση άνθρακα από τους ωκεανούς

Ερευνητές στο Ινστιτούτο Wyss του Πανεπιστημίου Χάρβαρντ τροποποίησαν γενετικά ένα θαλάσσιο βακτήριο για να επιταχύνουν τη διάβρωση των πετρωμάτων στο θαλασσινό νερό, απομακρύνοντας έτσι περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα. Τα ευρήματα, που δημοσιεύθηκαν την Παρασκευή στο Nature Biotechnology, δείχνουν ότι το τροποποιημένο μικρόβιο επιτάχυνε τη διάλυση του πυριτικού ορυκτού ολιβίνη κατά 2,6 φορές σε ειδικά κατασκευασμένους βιοαντιδραστήρες που τροφοδοτούνταν με μη επεξεργασμένο θαλασσινό νερό από το Λιμάνι της Βοστώνης.interestingengineering+2

Πώς λειτουργεί

Η ομάδα, με επικεφαλής τα μέλη του διδακτικού προσωπικού του Ινστιτούτου Wyss, Pamela Silver και Michael Springer, τροποποίησε το Alteromonas macleodii, ένα κοινό βακτήριο των ωκεανών, ώστε να παράγει συνεχώς σιδηροφόρα, μόρια που αφαιρούν το οξείδιο του σιδήρου (σκουριά) από τις επιφάνειες των ορυκτών. Στη φύση, ο σίδηρος που απελευθερώνεται κατά τη διάβρωση του ολιβίνη οξειδώνεται και καλύπτει το ορυκτό, επιβραδύνοντας την περαιτέρω διάλυση και περιορίζοντας τη δέσμευση CO2. Τα άγρια βακτήρια παράγουν σιδηροφόρα για να συλλέξουν σίδηρο, αλλά σταματούν την παραγωγή μόλις αποκτήσουν αρκετό για την ανάπτυξή τους.wyss.harvard+1

«Μόλις τα άγρια βακτήρια αποκτήσουν αρκετό σίδηρο για να αναπτυχθούν, σταματούν εντελώς να παράγουν σιδηροφόρα», δήλωσε ο πρώτος συγγραφέας Neil Dalvie, ο οποίος ηγήθηκε του έργου της γενετικής μηχανικής ως μεταδιδακτορικός υπότροφος στο εργαστήριο της Silver. «Για να καταστήσουμε δυνατή την ενισχυμένη διάβρωση σε μεγάλη κλίμακα, τροποποιήσαμε το A. macleodii ώστε να παράγει πάντα σιδηροφόρα. Ουσιαστικά αποσυνδέσαμε την παραγωγή σιδηροφόρων από τα επίπεδα σιδήρου στο περιβάλλον».wyss.harvard

Από το εργαστήριο στην πιλοτική κλίμακα

Μετά από ελπιδοφόρα αποτελέσματα μικρής κλίμακας με τη χρήση βιοαντιδραστήρων eVOLVER, η ομάδα κατασκεύασε συστήματα πιλοτικής κλίμακας φορτωμένα με αρκετά κιλά πράσινης άμμου ολιβίνη, βυθισμένα σε γαλόνια μη επεξεργασμένου θαλασσινού νερού. Λειτουργώντας σε σταθερή κατάσταση, το σύστημα δέσμευε 0,5 γραμμάρια ατμοσφαιρικού CO2 την ημέρα. Μια ανάλυση κύκλου ζωής που διεξήχθη σε συνεργασία με την ομάδα του Steven Davis στη Σχολή Βιωσιμότητας Doerr του Στάνφορντ επιβεβαίωσε ότι η προσέγγιση μπορεί να επιτύχει καθαρή απομάκρυνση άνθρακα και προσδιόρισε τις παραμέτρους που απαιτούνται για τη βιομηχανική της βιωσιμότητα.interestingengineering+1

Η πορεία προς το μέλλον

Οι ερευνητές οραματίζονται την καλλιέργεια των τροποποιημένων βακτηρίων σε μεγάλες ανοιχτές δεξαμενές που μοιάζουν με εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων, αντλώντας συνεχώς θαλασσινό νερό και απελευθερώνοντας αλκαλικό, πλούσιο σε άνθρακα νερό πίσω στον ωκεανό. Η περαιτέρω εργασία θα επικεντρωθεί στον εντοπισμό οικονομικά βιώσιμων πρώτων υλών ορυκτών και στη διερεύνηση του κατά πόσον μπορούν να εξαχθούν πολύτιμα μέταλλα παράλληλα με τη δέσμευση άνθρακα.interestingengineering+1

«Πιστεύουμε ότι αυτή η εύκολα εφαρμόσιμη και χωρίς κινδύνους στρατηγική περιβαλλοντικής μηχανικής θα μπορούσε να εφαρμοστεί σε πολλά μέρη με πραγματικά αποτελέσματα στην απανθρακοποίηση», δήλωσε η Silver.wyss.harvard