ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ИНФОРМАГЕНТСТВО
Новости экологии России и зарубежья

Ученые заставили кишечную палочку вырабатывать электричество

Одновременно с этим биоинженерная бактерия перерабатывает отходы

Ученые из Федеральной политехнической школы Лозанны (Швейцария) преобразовали возможности бактерий E. coli, повысив их способность вырабатывать электричество. Однако инновация интересна и тем, что она только предлагает новый способ обращения с органическими отходами, открывая новые возможности для производства разнообразной микробной электроэнергии.

— Мы преобразовали бактерию E. coli, наиболее широко изученный микроб, для выработки электричества, — рассказал профессор Ардемис Богосян из EPFL. — Хотя существуют экзотические микробы, которые естественным образом производят электричество, они могут делать это только в присутствии определенных химических веществ. Кишечная палочка может расти в широком диапазоне источников, что позволило нам производить электричество в широком диапазоне сред, в том числе в сточных водах.

Бактерии E. coli были привлечены для выработки электроэнергии с помощью процесса, известного как внеклеточный перенос электронов (EET). Исследователи «сконструировали» кишечную палочку так, чтобы она демонстрировала повышенный EET, эффективно превращая их в высокоэффективные «электрические микробы». В отличие от предыдущих методов, которые основывались на использовании специальных химических веществ для стимулирования выработки электроэнергии, эти биоинженерные бактерии E. coli могут вырабатывать электричество, метаболизируя различные органические материалы.

Ключевым нововведением в этом исследовании является создание комплексного пути EET внутри E. coli, что является беспрецедентным достижением. Включив элементы из Shewanella oneidensis MR-1, бактерии, известной своими способностями вырабатывать электричество, исследователи сконструировали оптимизированный путь, охватывающий внутреннюю и внешнюю мембраны клетки. Этот новый способ превзошел предыдущие частичные подходы, что привело к трехкратному увеличению выработки электрического тока по сравнению с традиционными методами.

Важно отметить, что сконструированная кишечная палочка продемонстрировала исключительную эффективность в различных средах, включая сточные воды местной пивоварни. В то время как экзотические электрические микробы боролись за выживание, модифицированная кишечная палочка процветала, подчеркивая свой потенциал для крупномасштабной переработки отходов и производства энергии.

— Вместо того, чтобы вкладывать энергию в систему для переработки органических отходов, мы производим электричество и одновременно перерабатываем органические отходы, убивая двух зайцев одним выстрелом, — отметил Богосян. — Мы даже протестировали нашу технологию непосредственно на сточных водах, которые мы собрали на местной пивоварне Les Brasseurs в Лозанне. Экзотические электрические микробы даже не смогли бы выжить, тогда как наши биоинженерные электрические бактерии смогли процветать в геометрической прогрессии, питаясь этими отходами.

П6рспективы этого исследования выходят далеко за рамки переработки отходов. Учитывая способность вырабатывать электроэнергию из самых разных источников, сконструированная кишечная палочка может найти применение, среди прочего, в микробных топливных элементах, электросинтезе и биосенсорике. Более того, генетическая адаптивность этой бактерии позволяет адаптироваться к конкретным условиям окружающей среды и исходному материалу, что делает ее универсальным инструментом для устойчивого развития технологий.

Комментарии закрыты.

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта. Принимаю Читать больше